自然像魔法工厂一样孕育出各种精细、带有层级结构并具有不同功能的生物材料。其中,内含有通道结构的生物材料以及螺旋材料因为其可流通功能和特殊的仿生结构受到了人们广泛的关注。而通过现有的技术,在微、纳米尺度制备更复杂通道结构的生物材料依旧是一个巨大的挑战。本文成功地结合了纤维材料的中空和螺旋两个特性,首次提出了螺旋通道纤维材料的制备方法,并取得了如下研究成果:首先,我们使用点胶针头和毛细玻璃管制作了一种新型的共轴微流控挤出装置,并选用海藻酸钠-氯化钙作为模型体系,制备了新型的螺旋通道水凝胶纤维。水凝胶纤维生成过程中,通道的形貌(螺旋/直)和尺寸都能够通过简单地改变内外层流体的初始流速来精确调控。随后,为了解释这种反常的螺旋现象,我们提出了一种普适性的理论--异质生成卷绳效应。在海藻酸钠-氯化钙体系中,螺旋的生成与高粘度中间层海藻酸钙的生成有密切关系。经过进一步研究,我们发现螺旋形貌、螺旋生成频率和螺距与初始流速有直接关系。因此,纤维材料的形貌可以通过调整初始流速来实现控制。基于对螺旋生成现象的理解,我们使用双内层挤出装置制备了平行和双螺旋通道水凝胶纤维。基于这个理论,我们还能通过改变凝胶材料及装置的设计来制备出结构和功能更加丰富的纤维材料。最后,我们改进了现有凝胶纤维的操控技术,实现了更小通道凝胶纤维的流通,可流通纤维尺寸能够覆盖人体内大部分血管尺寸。这个技术拓展了操控人工血管及基于水凝胶的生物组织的可能性。为了展示螺旋通道水凝胶纤维的类血管功能,我们选用人体子宫内的螺旋动脉作为模型,首次考察了血细胞在螺旋通道中流通情况。另外,我们通过对直通道和螺旋通道中荧光分子扩散现象的分析,发现螺旋通道中物质的特殊扩散模式,即在中心区域存在过载现象。过载现象有助于我们理解生物体内螺旋动脉以及更复杂血管网络结构的存在。这种新型的制作方法和螺旋结构为新型纤维材料开发以及更复杂体外血管微环境构建提供了更多的可能性。