本研究工作基于自然界中竹子、贝壳、牙齿、骨骼等具有优良性能的天然材料的内部结构特征，设计制备了具有梯度结构的壳聚糖基仿生复合棒材，达到通过结构来改善材料力学性能的目的。采用酸碱中和法，以壳聚糖作为基体，CaCO3作为增强相，经过制备半透膜模具、配置壳聚糖碳酸钙混合溶液、中和沉析以及恒温烘干等步骤制备出增强相沿径向呈梯度分布的壳聚糖仿生复合材料。通过对相对组分进行计算、对湿态凝胶棒进行硬度表征、对成品棒材进行形貌观察、XRD分析、吸水性能表征、弯曲性能以及压缩性能测试等对其具有的梯度结构以及性能加以分析和佐证。分析结果表明，所制得的壳聚糖仿生梯度结构复合棒材具有外密内疏的优良结构，干燥后的梯度材料组织致密，无明显的裂纹等其它梯度材料制备过程中经常具有的缺陷。CaCO3沿棒的径向呈外密内疏的梯度分布，其力学强度远远高于同条件下用均匀复合材料和单一材料制成的样品。设计和制备了具有间断梯度结构的壳聚糖/碳酸钙复合材料，各层界面间具有良好结合强度，其弯曲强度均优于纯壳聚糖材料和混杂材料。由于制得的壳聚糖梯度材料拥有较高的力学强度，良好的组织相容性及能够在人体中降解，所制得的梯度材料及制备方法有望运用于人类医学的骨修复手术中。