工伤、运动损伤、交通事故、自然灾害等原因引起的人体关节组织缺损或损伤在临床上十分常见，目前已成为肢体残障的主要原因之一。人体关节骨软骨损伤通常伴随着关节部位机械应力的改变，如果不能及时进行治疗，将会进一步导致骨关节炎发生，严重影响人们的生活质量。由于人体关节组织生理结构特殊，导致关节骨软骨组织损伤后自身修复能力很差。传统的骨软骨组织修复方法难以获得满意的修复效果，利用组织工程技术修复骨软骨缺损成为了当前国内外研究的热点。然而，由于工艺及装备技术的局限，目前制备的骨软骨支架往往缺少骨与软骨之间的过渡层，支架在一体化成形方面存在局限，因而修复的组织在分散应力、抵抗剪切力、以及限制组织液在骨与软骨之间自由交换等功能方面还无法满足临床需求。3D打印复合成形工艺将3D打印技术与静电纺丝技术相结合，采用多种类型喷头协同工作，能一次成形具有梯度材料分布及内部梯度孔隙结构的具有软骨层、骨与软骨过渡层、骨层，三层结构构成的骨软骨一体化支架，为有效解决骨软骨组织缺损提供了全新的思路和手段。本学位论文以研究骨软骨一体化再生支架的3D打印复合成形工艺及其设备的关键技术为出发点，瞄准骨软骨一体化再生支架中的骨与软骨过渡层成形问题，研究了一种同轴挤出供料方法，设计实现了相应的供料装置，其中重点研究了同轴纤维构建的三维贯通结构（简称：同轴三维结构）成形过程中参数的优化方法、成形过程建模方法及调控方法等，具体获得的成果如下：（1）针对骨软骨一体化再生支架3D打印复合成形工艺及系统架构，设计并制造了一种同轴挤出供料装置，实现了供料装置的在线监控，并对装置的可行性进行了同轴三维结构的制备试验验证；（2）针对提出的同轴挤出供料方法及装置，研究明确了影响同轴三维结构孔隙尺寸及同轴纤维高宽比成形质量的关键工艺参数，并采用正交试验的方法，结合灰关联分析理论对关键工艺参数值进行了优化；（3）在保证同轴三维结构成形质量的条件下，以实现对成形的同轴纤维截面宽度进行有效调控为目标，建立了平台运动速度与纤维截面宽度间的数学关系模型，并研究了调控策略，最后进行了试验验证。本学位论文提出的供料方法及装置是3D打印复合成形试验系统的重要组成部分，将其与试验系统中其它子系统配合工作，制备出了具有材料梯度与结构梯度的骨软骨一体化再生支架，有力验证了本文研究结果的有效性。