胶原蛋白分子是脊椎动物的主要结构蛋白之一,自组装形成层次结构,从单分子原胶原到纤维、纤维,最终构成具有特定结构特征的器官和组织。生物力学微环境对胶原自组装的影响是显而易见的,但生物力学力是如何改变胶原分子的结构以及结构变化对自组装过程的影响还不是很清楚。因此,研究生物力学微环境对胶原分子在体内自组装的影响具有重要意义,对组织再生和组织工程修复具有重要意义。本论文以大鼠尾和牛的胶原蛋白分子为模型,以原子力显微镜为研究工具,以纳米尺度的分辨率进行生物力学表征。具体研究内容和结果如下:（1）研究胶原蛋白来源对自组装过程的影响:发现即使生长在同一基底上,不同来源的胶原蛋白对自组装模式也有显著影响,牛皮胶原蛋白在白云母基底上会形成束状结构,而鼠尾胶原蛋白自组装产物为错综交叉的网状结构;（2）研究基底对胶原自组装纤维的影响:胶原分子自组装是基底表面介导的,在白云母上呈平行排列,在金云母上呈三角形排列;（3）探讨了胶原在白云母基质上的动态生长过程:胶原分子自组装成纤维后,先径向生长,后轴向生长,由于胶原纤维间的相互作用力,随着培养时间的延长,胶原纤维形成更为紧实的结构;（4）对胶原蛋白分子与透明质酸相互作用的研究:总结了透明质酸提高了胶原蛋白吸收加水分子的能力,增加了纤维直径。本论文的研究成果将为组织工程中的胶原基纳米材料提供理论和实践参考。