在临床上,由于肿瘤切除、外伤、先天畸形等软组织损伤而导致的凹陷畸形会对患者的容貌及活动功能产生严重的影响,进而严重影响其心理健康和生活质量。因此,皮肤、脂肪、肌肉等这一类软组织的修复和重构已成为整形外科的重要问题之一,对提升患者的健康和生活质量意义重大。缺损所致的凹陷畸形若用组织或生物材料填充,能够克服组织供体有限,避免组织移植带来的免疫排斥、感染等问题。用于软组织修复和重建的支架需要具有与组织部位相匹配的结构与功能,从而有望实现对不同组织部位的个性化修复。因此,构建具有合适的力学性能、生物相容性、体内降解性和复杂仿生组织结构的生物材料支架,具有重要的意义。再生丝素蛋白（RSF）是从天然蚕丝中提取的蛋白质,具有良好的生物相容性和优异的力学性能,因此利用RSF为原料制备仿生组织工程支架具有巨大的应用潜力。利用传统的冷冻干燥、静电纺丝等方法所制备的支架材料存在结构简单、仿生程度不高的缺点。如何利用新技术实现RSF组织工程支架高仿生性制备仍存在巨大挑战。本文以RSF为基本原料,首先基于冰晶模板调控静电纺丝纤维支架孔尺寸的机制,利用梯度低温接收静电纺丝技术实现了梯度结构仿生支架的构建。其次,分析了纳米纤维网络对水凝胶增强作用机制,通过3D打印技术构建了RSF基多级孔结构个性化支架,提高了RSF基支架的仿生程度和力学性能。再次,考察了氧化纤维素纳米纤维改善墨水流变行为的作用机制,简化了RSF基打印墨水的成分,建立了基于3D打印技术构建具有各向异性结构仿生支架的新方法。最后,提出了高性能双网络水凝胶的设计思路,在RSF基水凝胶中引入共价交联的合成聚合物弹性网络,通过3D打印技术构建了RSF基水凝胶应变传感器,揭示了微米级纤维对水凝胶应变传感功能的影响,探究了RSF基3D打印支架在组织工程柔性传感领域的应用。（1）传统静电纺丝RSF纤维支架结构致密,孔尺寸小,阻碍了细胞渗透及营养物质、代谢废物传输。受水结冰过程的启发,建立了利用梯度低温场接收静电纺丝调控RSF纤维支架孔尺寸新方法。在低温板接收静电纺丝过程中,通过对纺丝环境相对湿度的调节发现,相对湿度为（50?3）%时,RSF纤维支架孔尺寸达到15.9?23.1μm,相比于传统纤维支架显著增大,且纤维形貌好;通过对接收板温度的调节,发现在相对较高的低温（-50℃）接收条件下,纤维表面会形成毫米尺度的更大孔结构。在此基础上,进一步通过调节接收温度等条件制备了孔尺寸在6?50μm范围梯度变化的RSF静电纺3D纤维支架。通过L929细胞的培养发现,传统的RSF纤维毡上细胞分布于表层,在RSF低温静电纺3D纤维支架上,L929细胞能够明显地向支架内部渗透生长。因此,通过多级温度场静电纺工艺可将传统静电纺小孔支架与低温静电纺大孔支架结合,从而制备孔径梯度变化的RSF仿生纤维支架,在人体全层皮肤修复中具有应用潜力。（2）静电纺丝的梯度多孔纤维支架,在一定程度上能够模拟比较简单组织的细胞外基质结构（ECM）,但是无法作为较复杂结构组织修复用支架。因此,为了进一步构建仿生度更高的组织工程支架,利用挤出式3D打印技术对RSF基墨水成型,以期构建出与天然组织机械性能相匹配、有仿生结构的水凝胶支架。以RSF/明胶作为基础墨水,通过向其中加入少量的细菌纤维素纳米纤维（BCNFs）,一方面,提高RSF/明胶混合墨水的可打印性,获得高保真度的打印支架;另一方面,提高打印支架的力学强度。随着RSF/明胶墨水中BCNFs添加量从0wt%增加到1.4 wt%,打印线条拉伸测试的杨氏模量从（315.3±104.4）k Pa提高到（1627.8±433.4）k Pa。从打印效果来看,虽然随着RSF/明胶墨水中BCNFs含量增加,打印支架保真度提高,但是混合墨水中过多的BCNFs含量会导致打印针头频繁堵塞,打印分辨率降低,打印支架保真度下降。所以,当RSF/明胶墨水中BCNF含量为0.7wt%时,打印支架保真度最高,且在30%压缩应变时压缩强度相对于空白对照组提高了2倍。BCNFs-0.7wt%的压缩弹性模量为（186.5?20.2）k Pa,符合人体某些软组织弹性模量要求。另外,在RSF/明胶/BCNFs的打印支架中,BCNFs形成三维网络结构,使得RSF/明胶/BCNFs打印支架具有良好的压缩回弹性。而且,BCNFs与RSF/明胶分子链之间形成大量的氢键,通过氢键的破坏,可耗散压缩过程中的部分能量,使BCNFs-0.7wt%打印支架的耗散能达3.7 k Jm^-3。RSF/明胶/BCNFs水凝胶打印支架经过冷冻干燥后,BCNFs使得打印线条中形成相互贯通的微孔结构（10?20μm）,结合打印调控的线条间大孔结构（300?600μm）,从而获得具有多级孔结构支架,这种多级孔支架对细胞渗透生长、组织再生具有明显的促进作用。因此,在3D打印水凝胶中引入少量纳米纤维,可打印出高性能的多级孔仿生支架,从而有望应用于复杂软组织的修复重建。（3）RSF/明胶/BCNFs打印支架需要经过额外的后处理对其中的RSF/明胶进行交联。为了简化打印墨水的成分及改进交联方法,本文进一步探究了无明胶添加时,利用四甲基六氢吡啶氧化物（TEMPO）氧化处理的细菌纤维素（OBC）纳米纤维来增稠RSF溶液,进而制备一种更加简单的二元可打印水凝胶墨水,并利用辣根过氧化物酶/双氧水（HRP/H₂O₂）催化交联RSF分子链上的酪氨酸获得3D打印的RSF/OBC水凝胶支架。红外光谱结果表明,HRP/H₂O₂催化RSF交联后,RSF主要以无规卷曲结构存在,所得水凝胶因此弹性较好。OBC纳米纤维一方面改善了RSF的流变性能,增加了RSF/OBC墨水的可打印性和打印精度,另一方面提高了RSF水凝胶支架的力学强度。其中,RSF/OBC在质量比为1/1时,水凝胶的最大压缩强度可达（267.0?13.0）k Pa,压缩应变超过50%。RSF/OBC墨水中OBC纳米纤维通过打印针头剪切后,会沿着打印线条长轴方向发生一定程度的取向排列,1RSF-1OBC的打印线条中OBC纳米纤维的取向度达到60%。肺上皮干细胞在1RSF-1OBC的打印支架上能够大量增殖,并且能够沿着打印线条上OBC纳米纤维排列方向定向生长。培养一周后,肺上皮干细胞仍然能够维持干性并保持其上皮表型。因此,3D打印的1RSF-1OBC水凝胶支架在肺组织工程再生研究中具有较大的潜力。（4）为了进一步拓展3D打印RSF基水凝胶支架的功能,本论文在RSF水凝胶网络中引入具有生物相容性的共价交联的聚丙烯酰胺（PAM）网络,采用白光交联一步法制备PAM/RSF双网络水凝胶。利用氢氧化钠/尿素低温剥离蚕丝方法制备带负电荷的蚕丝微纤维（SMF）,进而利用SMF与RSF静电相互作用形成物理凝胶聚集体,在PAM中形成物理交联点,从而获得一种高性能的PAM/RSF/SMF双网络水凝胶,其拉伸断裂强度和压缩模量（5%?10%应变）可分别达（256.5?11.5）k Pa和（617.4?67.1）k Pa;断裂伸长率超过500%。一方面SMF可以提高水凝胶的力学强度,另一方面利用RSF/SMF物理凝胶增稠丙烯酰胺单体（AM）溶液,制备出可打印的水凝胶墨水。这种双网络水凝胶在磷酸缓冲生理盐水（PBS）中浸泡后具有良好的离子导电性,具备应变和压力传感功能,使得生物力学刺激环境下的组织再生有望实现在位监测。