软骨组织损伤之后难以自愈,其手术修复是临床棘手难题。近年来,三维打印水凝胶支架成为组织工程修复软骨研究的热点。然而,大贯穿孔支架结构的细胞黏附能力差使细胞漏到支架底部,且闭孔结构的水凝胶使细胞难以迁移长入水凝胶支架内部,细胞分布不均匀,导致修复效果欠佳。针对上述问题,本文开展了以下研究:（1）三维打印改性明胶/海藻酸钠（Gel MA/SA）水凝胶支架的研究。首先,将多巴胺预聚12小时合成聚多巴胺（PDA）溶液。其次,将三维打印Gel MA/SA水凝胶支架浸泡在多巴胺溶液中制备PDA纳米颗粒涂层。接着,将PDA改性的Gel MA/SA在模拟体液中矿化。最后,对改性支架的成分、结构和性能进行表征和测试。结果发现:预聚可避免未充分聚合的多巴胺单体造成的细胞毒性;PDA涂层将小鼠骨髓间充质干细胞（m BMSCs）在支架表面的黏附能力提高约4倍,同时提升支架的力学性能和矿化能力;在支架中复合纳米羟基磷灰石（n HA）颗粒可进一步提高支架的压缩模量;PDA涂层和n HA颗粒可提高成骨分化相关基因（ALP、COLⅠ、OCN、OPN、RUNX2）的表达,促进BMSCs的成骨分化。（2）改性明胶/改性透明质酸（Gel MA/HAMA）复合水凝胶支架的研究。首先,将kartogenin（KGN）小分子包埋在改性β-环糊精空腔中,与甲基丙烯酰化透明质酸（HAMA）形成水凝胶,然后把水凝胶切割成微块。接着,将复合了KGN的改性β-环糊精和HAMA微块分别加入Gel MA中,二次交联后浸泡在基质细胞衍生因子-1α（SDF-1α）因子溶液中形成复合水凝胶支架。结果表明:SDF-1α从Gel MA水凝胶中快速释放募集环境中的干细胞;细胞培养过程中,HAMA微块降解成孔,5天内BMSCs可长入复合水凝胶表面以下约400μm处,而未添加HAMA微块的Gel MA水凝胶只能长入表面以下约90μm;改性β-环糊精作为KGN的主体分子,可延长KGN的释放时间,同时可作为复合水凝胶的交联剂提升其压缩模量;复合水凝胶中的KGN可上调成软骨分化相关基因（ACAN、COLⅡ、SOX9）的表达,促进SDF-1α募集的BMSCs成软骨分化,且HAMA与KGN的共同作用下调了COL X的表达,显著降低了软骨细胞肥大化。（3）三维打印Gel MA/SA水凝胶支架复合Gel MA/HAMA水凝胶双层支架的探索研究。将混合HAMA微块的Gel MA溶液倒在预冷的Gel MA/SA支架上,复合水凝胶立即在低温下凝胶化,因此只有少量溶液灌注到三维打印支架上层约600μm处,形成上层为软骨修复层、下层为骨修复层的一体化支架。双层支架植入软骨缺损部位后,预期将逐步发生以下过程。SDF-1α释放,募集自体BMSCs,PDA将细胞粘附在支架表面,HAMA微块降解致孔,细胞长入支架内部,下层支架矿化,诱导BMSCs成骨分化,上层环糊精释放KGN,诱导BMSCs成软骨分化。本文综合利用化学改性、三维打印、表面涂层、复合包埋、灌注粘接等技术,制备了骨软骨一体化支架。通过顺序释放因子、表面改性和降解致孔等方式,调控了BMSCs在支架表面募集、粘附以及在支架内部迁移、增殖、分化等行为。体外研究表明,该支架具有较好的生物学活性,有作为组织工程软骨修复体的潜力。