组织工程作为一门新兴技术在体外培养构建人体软骨组织方面取得了相当多的科研成果。然而，通过研究分析发现：构建的组织工程人体软骨存在手工操作培养，批次之间质量和安全难以控制，力学性能差，构建的软骨形态不规则等问题。所以，开发一套体外培养与调控组织工程软骨生物反应器系统就成为迫切需要解决的问题；最近的研究发现：力学刺激在软骨细胞的生长和分化中起到了重要的作用，为开发组织工程软骨生物反应器系统提供了重要的理论基础。通过文献查询发现：目前针对组织工程软骨的生物反应器存在施加力学刺激的形式不全面，调控系统不完善等问题，无法构建培养组织工程软骨组织。因此，本文针对人关节软骨和人耳廓软骨，开发两套组织工程软骨生物反应器，具体研究工作如下：（1）针对关节软骨，分析了关节软骨的运动力学性能，提出了基于摆动与压应力结合的关节软骨培养模式，提出了组织工程关节软骨培养过程中摩擦系数的测量方法，完成了组织工程关节软骨生物反应器的结构设计与制作；并针对组织工程关节软骨反应器的摩擦系数测量精度，对整个反应器进行了系统误差的测量与分析，并提出了减小误差方法；（2）基于嵌入式系统开发了组织工程关节软骨生物反应器调控系统，完成了控制软件和以ARM芯片为核心的硬件电路并进行了调试，针对组织工程关节软骨摩擦系数的测量，开发了针对摩擦系数数据的处理与分析软件；（3）针对人耳廓软骨，通过建立人耳廓软骨的三维模型与力学仿真分析，确定组织工程人耳廓软骨的最佳施力与调控方案，完成了组织工程人耳廓软骨生物反应器整体结构设计；（4）采用虚拟仪器技术开发了组织工程人耳廓软骨生物反应器数据采集和处理系统；采用C/C++技术编写了模糊PID智能控制算法，并将其封装在虚拟仪器程序中，实现了组织工程人耳廓软骨生物反应器力学调控培养的智能控制，采用细胞自动机算法，完成了对人耳廓软骨培养状况的计算机仿真模拟。总之，本文开发完成了组织工程人关节软骨生物反应器的设计、加工与控制系统软硬件调试，完成了组织工程人耳廓软骨生物反应器系统的设计与控制系统软硬件调试，为下一步进行组织工程人关节软骨和人耳廓软骨体外培养打下了基础，对于组织工程软骨研究和进入临床应用具有极其重要的意义。