利用组织工程技术制备人工骨支架用于修复骨缺损在未来是一种潜在可行的方案。理想的骨组织工程支架应当具备互联的孔隙结构以满足营养物质的运输和交换,同时具备一定的力学性能和生物相容性以满足修复骨缺损部位。作为增材制造技术的一种,挤出式3D打印由于其简便的工艺和低廉的价格而被广泛应用于组织工程领域。通过挤出式3D打印制备的支架具备可控的互联孔隙结构,能够很好的满足骨缺损修复需求。在众多的骨组织工程支架材料中,聚己内酯（PCL）因其良好的可加工性和可控的降解速率而被广泛应用。然而PCL材料的机械性能较低且生物相容性不足。二氧化锆（ZrO2）的弹性模量与人体骨骼相匹配,具有高机械强度和断裂韧性,且具有优异的骨整合性。为了制备具有可控结构的人工骨支架,同时提高支架的性能。本文提出将熔融混合工艺和挤出式3D打印工艺相结合,以PCL作为基体材料,纳米ZrO2作为增强材料制备PCL/ZrO2骨组织工程支架,从而提高支架的机械性能和生物相容性,并有望成为骨缺损修复的移植材料。本文基于熔融混合工艺和挤出式3D打印工艺,对PCL/ZrO2骨组织工程支架制备方法及其性能展开了全面系统的研究,具体研究内容如下:1、支架制备工艺研究:利用熔融混合工艺制备不同配比PCL/ZrO2复合材料。通过流变性能测试和打印窗口测试分析并确定了PCL/ZrO2复合材料支架的打印工艺参数。打印完成的支架孔隙尺寸约为460μm,孔隙率约为46%,具有互联的孔隙结构。2、支架理化性能研究:通过支架表面形貌观察、亲水性能实验和力学性能测试比较了纯PCL支架与不同比例PCL/ZrO2复合材料支架理化性能的差异。研究了纳米ZrO2作为增强材料对支架性能的提升。结果表明,PCL/ZrO2复合材料支架在亲水性能和力学性能方面相较于纯PCL支架有显著性的提高。在力学性能方面,相较于纯PCL支架,配比为4:1的PCL/ZrO2复合材料支架的抗压强度提高了约47%,杨氏模量提高了约57%。3、支架细胞学实验研究:通过细胞学实验分析了复合材料支架的生物相容性和成骨性能。生物相容性方面,对比研究了纯PCL支架与不同比例PCL/ZrO2复合材料支架上细胞的黏附、增殖和生长。成骨性能方面,利用ALP染色和茜素红S染色研究了细胞在支架上的早期成骨表达和钙沉淀。结果表明,配比为4:1的PCL/ZrO2复合材料支架具有最佳的生物相容性和成骨性能。