组织工程学是将细胞生物学和工程学原理应用于生物医学工程领域产生的一门新学科，其核心是构建由细胞和生物材料组成的三维空间复合体，即具有生命力的活体组织，用以对病损组织进行形态、结构和功能的重建并达到永久性替代。其研究主要包括三个方面：种子细胞的研究、生物材料的研究、组织工程化组织构建。本论文主要围绕生物材料的研究，考虑到分子组装的多样性、灵活性及廉价性，将“组装”的概念应用于组织工程支架材料的构建过程中，考察了所制备支架的相关性能及生物应用性。　　 1．通过Ca2+与海藻酸钠的交联作用层层组装(LbL)构建了纳米羟基磷灰石(n HA)/海藻酸钠(ALG)管状水凝胶支架。该支架的内径可以通过改变nHA和ALG组装层数进行调控，可调范围为0.5mm-7mm。nHA浓度可以改变水凝胶网络的交联度，从而可以调控支架的力学性能、溶胀行为和渗透性能。人胚胎皮肤成纤维细胞(ESF)培养实验证实，nHA增强了支架的生物活性，可以促进组织细胞的贴附生长。研究表明，组装的nHA/ALG水凝胶支架是一种良好的生物材料，在软组织工程中具有潜在的应用性。　　 2．将“breath figure”（呼吸图案法）与二苯丙氨酸(L-Phe-L-Phe，FF)分子自组装相结合构建了蜂窝状多孔肽基支架。通过调节制备过程中的气流速度可以调控支架的孔径大小，可调范围为1.00±0.18μm-2.12±0.47μm。进一步考察表明，气流湿度、溶剂、FF浓度、基底材料都会影响多孔结构的形成。光谱分析表明，“breath figure”过程中的水分子参与了FF分子自组装过程，从而引起FF组装体中氢键构象从β-sheet反平行向β-sheet平行的转变。同时，水分子的强极性作用导致FF分子排列由层状堆积向六方结构的转变。实验结果不但展示了FF分子自组装行为，而且充分支持了“breath figure”的机理研究。人胚胎皮肤成纤维细胞(ESF)培养实验证实，FF蜂窝状多孔支架可以应用于组织工程的细胞培养。　　 3．为了深入考察生物材料表面亲/疏水性对细胞贴附行为的影响，通过“inkjet”（喷墨打印技术）将亲水性海藻酸钠(ALG)组装到疏水性聚酯(PET)薄膜表面，构建了表面亲/疏水性可调的PET聚酯复合材料。改变材料表面疏水区域的面积，其表面水接触角可调范围为20.6±1.71°-76.38±2.05°。蛋白分子吸附实验表明，疏水作用导致测试的蛋白分子(FITC-BSA)优先吸附在复合材料表面的疏水区域。人胚胎皮肤成纤维细胞(ESF)贴附实验表明，细胞更易于贴附在疏水性强的材料表面。由此说明，在细胞贴附过程中，疏水作用引起蛋白分子优先吸附在疏水性材料表面，更多的细胞贴附信号分子（如纤粘蛋白等）被细胞识别，从而导致更多细胞贴附在疏水性材料表面。研究结果对组织工程支架的设计与构建具有一定的指导意义。　　 研究将“组装”概念应用于组织工程支架的设计构建过程中，从毫米尺度到纳米尺度，不仅考察了所构建支架的宏观性能（如力学性能和渗透性能），而且探索了支架材料为细胞生长提供的微环境（如形貌特征和蛋白吸附）。