目的:软骨是一种具有弹性且表面光滑的组织,具有橡胶样的衬垫,覆盖和保护关节处长骨的末端,为关节提供低摩擦和润滑的表面,并为压力传递提供缓冲。但由于软骨组织的无血管性和无神经性,其自我修复能力非常有限。一旦损失超过沉积,细胞外基质的净减少不可避免。这通常标志着骨关节炎的早期阶段,其为一种常见疾病,影响了全球60岁以上人口的10%。近年来,组织工程作为构建“可植入细胞、刺激因子、生物材料传递与支持系统”的概念,在物理结构、化学成分和机械行为方面,于实现具有天然组织特征的替代产品方面显示出良好的表现。作为一种新兴的组织工程方法,3D生物打印能够根据特定病变的原始解剖成像数据设计植入物并通过逐层组装创建有组织的三维结构,从而实现体外软骨结构各层次、深度成分的再现。用于软骨组织工程和生物打印的生物材料通常是软的天然水凝胶,如琼脂糖和明胶。然而,水凝胶的机械性能通常远低于承载组织所需的机械性能。在这种情况下,合成聚合物由于具有优异的机械强度和可调性,但生物性能较差,便成为了补偿天然材料缺陷的选择。为了更好地了解组织工程软骨支架的结构设计,以及验证合成聚合物纤维更好的力学性能及对其相关性质的探索,我有两个具体的实验目的:1,优化准备在我们实验室使用的打印机,探索不同打印设置对打印结构的影响,确定实际打印三维结构样本的打印参数;2,为了修改和改进原结构设计,通过压力测试和压缩系数的比较,测试和验证新设计的更好性能。方法:自行设计G-code程序并使用Inkredible+生物打印机打印出设计好的图形样本,对其进行各方面统计学参数的测量,以深入探索“融化-挤压”打印方法及确定最优打印设置;之后运用相同的打印方法打印出更加复杂的PCL支架,利用本实验室提供的测量软件与设备进行多孔性与机械系数的测量,并进行同组与异组间的统计学比较,以测试该方法打印出的PCL支架的力学性能并挑选出最理想的样本图形。结果:实验样品的压缩系数与人体关节软骨的压缩系数相似,且不同图案/尺寸的样品给出了不同的压缩系数。结论:实验结果从力学性能上证明了打印样品在临床上的适用性。此外,不同图案/尺寸的样品的不同压缩系数为在生物打印机系统中通过设置不同的线间距/图案设计来调节支架的力学性能提供了新的视角。然而,生物打印的分辨率仍然可以通过更复杂的方法提高到一个更高的水平。此外,不同类型的自然/合成材料还有很大的搭配结合空间,可以在今后的实验中进一步探索。