随着再生医学的发展，细胞和生物材料所建仿生微环境的相互作用成为一个非常重要的研究领域，相关的研究成果有助于为智能化组织仿生材料的设计和制备提供理论基础，而如何有效地引导和控制细胞在材料表面的生长行为是一个关键性的问题。随着微电子技术的发展，微图案化生物材料引起了研究者极大的研究兴趣，通过对材料表面作精细加工或修饰使其具有差异性的微观特征，从而有效引导和控制细胞生长行为，将细胞规约在限定的空间位置上形成细胞微图案，使细胞呈现特定排列以及功能。细胞图案化技术在生物传感器，药物筛选，细胞基础生物学以及组织工程等领域有着广泛的应用。在大多数关于细胞图案化的研究中，细胞通常被固定在单一尺度的微米图案或纳米图案中，对材料微区域中微纳结构的设计研究较少。但是大量研究表明材料的微纳结构对细胞的黏附和生长具有十分重要的作用。向大自然学习，经过亿万年的进化与选择，自然界中存在着无数具有特殊纳微多级结构的生物体，并且这种独特的结构也赋予生物体特殊的功能和特性。因此，在生物材料基底上构筑具有特殊仿生纳微结构的微图案具有重要的科学价值。　　本论文结合阳极氧化技术、分子自组装技术以及选区光照技术，在金属钛表面制备超亲-超疏水微图案模板。利用超亲-超疏水微图案模板表面具有显著浸润性差异的特性，基于仿生学的观点，侧重发展电化学沉积技术，构筑了具有纳微米多级结构的磷酸八钙/丝素蛋白（OCP/SF）复合微图案膜层材料以及多孔OCP微图案膜层材料，探索微图案化生物材料微观结构、组分设计的可能性，以期实现对微图案化基底材料化学组分和微观结构的可控制备。此外，通过体外细胞培养实验，研究制备的微图案膜层材料表面组分、微观结构及其空间分布对细胞生长行为的引导和控制作用，实现细胞微图案的有效构筑，为细胞生物学研究提供一个有力的技术平台。主要研究结果如下：　　（1）运用阳极氧化技术、分子自组装技术和选区光照技术在医用金属钛表面构筑超亲-超疏水的微图案模板，通过光掩模板控制超亲-超疏水的微图案的尺寸、形状和空间排布等性质，并对超亲-超疏水模板的物理化学性质进行表征，探索模板形成机理。　　（2）基于超亲-超疏水微图案模板，运用电化学沉积技术，构筑具有纳微米多级结构的磷酸八钙/丝素蛋白（OCP/SF）复合微图案膜层材料以及单一尺度多孔OCP微图案膜层材料。通过调整超亲超疏水微图案的尺寸能够精确地控制OCP/SF复合微图案和OCP微图案的尺寸。研究发现，SF的加入使得OCP晶体的尺寸从200 nm细化至25 nm左右，显著提升了微图案涂层的比表面积。此外，还系统考察了制备过程中各种试验参数对微图案膜层理化性质以及浸润性的影响。　　（3）采用细胞体外培养实验评价OCP/SF复合微图案化生物膜层和OCP微图案化生物膜层对细胞生长行为的引导和控制作用。实验结果表明，制备的OCP/SF和OCP两种微图案化生物膜层都可以控制前成骨细胞选区粘附生长在特定区域，形成细胞微图案。OCP/SF复合微图案膜层由于具有仿生纳微结构和化学组分，因此可显著增强前成骨细胞的粘附与生长，其生物相容性优于多孔OCP微图案膜层。