骨坏死、骨结核、骨肿瘤或骨质疏松均导致大尺寸骨缺损，我国因骨缺损需要骨修复材料的患者年均超过300万。目前仿生骨材料的研究大多集中在组成仿生，而有关结构仿生骨材料的研究却屈指可数，主要是因为骨具有复杂且难以构建的多尺度结构。因此亟需开展更真实的模仿自然骨结构和组成的研究。本文基于函数浓度波程序化设计与构建仿环骨板结构壳聚糖，利用光学显微镜表征仿骨材料的多层结构，分析了波型对层数、层厚及层排布的调控规律与形层机制。为加大调控范围和可设计精细度，引入了磷酸二氢钠，利用SEM、ESEM表征仿骨材料结构，探索了弱酸处理对壳聚糖骨材料的影响，结合XRD初步研究了层状结构壳聚糖模板对矿物原位合成的调控作用。基于微球组装，结合液氮处理微球工艺，制备了仿松质骨结构与组成的壳聚糖/磷灰石骨材料。最后研究了仿环骨板结构壳聚糖对骨结核药物利福平（RFP）和地塞米松磷酸钠（DSP）的体外释放行为。结果表明，在振幅（NaOH溶液浓度）不变的情况下，层厚和时间长度成正比关系。在时间不变的情况下，振幅本身的大小不影响层厚，其变化规律影响层厚，即递增的振幅产生更薄的层，递减的振幅产生更厚的层。调整函数浓度波的振幅与周期内浸泡时间的比例可获得不同特征化厚度排布的同心层状壳聚糖骨材料，属于三维Liesegang Rings结构，可以用反应扩散理论解释，且层厚可设计的最小间隔为20μm。磷酸二氢钠的引入有望支持设计更精细的仿环骨板结构。磷灰石含量分别为30%，50%和70%的经液氮处理塑型的壳聚糖/磷灰石复合微球在高温烧结后形成的磷灰石陶瓷球表面呈现多孔结构，且孔与孔之间相互联通成网络，为仿松质骨结构提供所需的高孔隙率。用1vol%的乙酸溶液作粘结剂将烘干的壳聚糖/磷灰石复合微球粘结成管状，把烧结的磷灰石陶瓷球以紧密堆积的方式填充在管中得到孔隙率较大的仿松质骨材料，并且可以按需设计任意形状与磷灰石含量。层层机械抽离与逐层载药之后“过紧密”装配的仿环骨板载药壳聚糖实现了长效药物释放，在有效浓度范围内RFP体外持续释放至60天，且层状结构使脂溶性药物RFP在前40天的日释放量产生震荡性波动，但对水溶性药物DSP的日释放量特征没有显著影响。