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丝蛋白作为具有普适性的天然生物材料，在生物医用领域得到日益广泛的应用。本研究首先通过调控丝蛋白的纳米结构，成功获得丝蛋白纳米纤维溶液，以制备具有仿细胞外基质纳米结构的丝蛋白凝胶和多孔支架，提高材料的细胞相容性。在此基础上，通过改变丝蛋白的二级结构组成，调控丝蛋白材料的力学性能，从而实现对干细胞分化行为的控制。基于优化的制备条件，分别成功获得调控神经干细胞向神经元分化，同时抑制向胶质细胞分化的水凝胶，以及促使干细胞向成肌细胞和肉皮细胞分化的多孔海绵，显著提高了丝蛋白对特定组织的生物活性。在调控丝蛋白上述性能的同时，通过低压电场调控丝蛋白纳米纤维的电荷相互作用，制备具有多级取向结构的丝蛋白水凝胶材料，并实现了对细胞取向形态的控制。本研究以丝蛋白可控组装为基础，从纳米结构、力学性能以及取向形态等多个尺度实现对不同组织的仿生设计，以为不同组织的再生提供良好的微环境，同时也为进一步优化丝蛋白生物材料的设计提供了一种可供借鉴的有效思路。