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水凝胶由于其高吸水或吸收生物液体的能力,能够充分模拟细胞外基质的结构和功能,因此在药物释放、细胞培养、组织工程等方面具有潜在应用。然而,水凝胶的制备通常需经过复杂繁琐的过程来合成功能性单体,且水凝胶功能性单一,在释药时可能存在突释现象或缺少智能响应性,限制了其在生物领域的应用。针对这些问题,本文通过简单快速的方法制备了不同交联结构的水凝胶,通过调控交联网络实现了水凝胶对药物的可控及响应性释放,并研究了水凝胶的自愈性、pH响应性和形状记忆性。首先,从物理交联出发,制备了物理交联水凝胶,并研究了其药物释放行为;然后,为解决物理交联水凝胶突释药物的问题,设计制备了多种基于酰腙键和氢键交联的水凝胶,通过改变水凝胶的交联结构调控水凝胶的药物释放行为,并实现了水凝胶的自愈性、pH响应性及形状记忆性。本文的主要工作如下:首先,以功能性单体双丙酮丙烯酰胺（DAAM）和丙烯酰胺（AAM）为原料,在不使用化学交联剂的情况下进行原位自由基共聚,通过一步法制备了基于氢键、疏水相互作用和链缠结的物理交联水凝胶。通过调节DAAM含量来调控水凝胶中不同范德华力的作用强度,研究了 DAAM含量对水凝胶溶胀行为、力学性能和弹性自恢复性能的影响。结果表明,当DAAM:AAM为1:9（mol:mol）时,D1A9水凝胶力学性能最优。对水凝胶的药物释放行为研究表明,尽管水凝胶在释放小分子药物阿霉素时出现突释现象,但在释放大分子药物牛血清白蛋白的过程中,表现出可控释放行为,40h左右其药物释放率达到平衡,约为80%。其次,为解决物理交联水凝胶突释药物的问题,设计、制备含酰腙键和氢键交联的水凝胶,从而利用酰肼基团与阿霉素羰基间的动态酰腙键,实现水凝胶对药物的稳定负载与可控释放,并利用酰腙键和氢键的动态可逆性实现水凝胶的自愈性。分别合成酰肼基改性海藻酸钠（ALG-ADH）与二苯甲醛封端聚乙二醇（PEG-CHO）,利用二者之间的席夫碱反应以及质子化海藻酸钠之间的氢键作用,通过一步法制备了酰腙键和氢键交联的改性海藻酸钠水凝胶。通过调节PEG-CHO含量,调控水凝胶的交联密度,研究其对水凝胶成胶动力学、力学性能和自愈性能的影响规律。结果表明,当PEG-CHO含量为5 wt%时,水凝胶表现出最高的力学强度及最优的自愈性能,拉伸测试定量表明该水凝胶的自愈效率达85%左右。对水凝胶的药物释放行为研究表明,水凝胶在不同pH值的缓冲液中表现出较为相近的药物释放行为,24 h左右其药物释率放达到平衡,约为30%。再者,针对水凝胶药物释放率低且不具备响应性的问题,对水凝胶的酰腙键和氢键交联网络进行调控。由于DAAM与AAM在共聚时不仅可以形成氢键和疏水作用物理交联,而且引入的功能性羰基还可与酰肼类交联剂反应生成动态酰腙键,因此在DAAM与AAM的共聚体系中引入酰肼类交联剂,可制备多重交联水凝胶。首先利用水合肼和氢氧化钠对聚琥珀酰亚胺开环,合成了一系列改性聚天冬氨酸,即聚天冬酰肼-co-天冬氨酸共聚物（PHA）,并通过1H NMR、FTIR、GPC和胶体滴定法详细表征了其结构、分子量、酰肼基和羧基含量。然后将PHA加入DAAM/AAM体系中,通过一步法制备了基于酰腙键、氢键和疏水相互作用的水凝胶。通过调节PHA结构和含量来调控水凝胶的交联网络,研究了二者对水凝胶溶胀行为和力学性能的影响规律。结果表明,当PH2A8含量为0.1 mol%时,水凝胶力学性能最优。对水凝胶的药物释放行为研究表明,水凝胶表现出pH响应性药物释放行为,在pH值为5的缓冲液中,水凝胶具有最快的药物释放速率和最高的药物释放率,70h左右其药物释放率达到平衡,约为65%。此外,利用PHA聚合物中羧基与金属阳离子的络合作用,实现了水凝胶的形状记忆。该水凝胶在2 M的氯化铁溶液中形状记忆30min,其形状记忆率和形状恢复率可达50%和70%。最后,为提高水凝胶的药物释放率并改善水凝胶的响应性及自愈性,进一步调控水凝胶的交联网络结构。利用聚（双丙酮丙烯酰-co-丙烯酰胺-co-丙烯酸）（PDAAc）与二酰肼封端聚乙二醇（PEGDH）之间的席夫碱反应以及丙烯酸结构单元与质子化海藻酸钠之间的氢键作用,一步法制备了酰腙键和氢键交联的水凝胶。通过调节海藻酸钠含量调控水凝胶的氢键交联密度,研究其对水凝胶溶胀行为和力学性能的影响。结果表明,当海藻酸钠含量为1.38%时,PDAAc-A3水凝胶的力学性能最优。利用酰腙键和氢键的动态可逆性,实现了水凝胶的自愈性,拉伸测试定量表明该水凝胶在30min左右的自愈效率可达85%左右。对水凝胶的pH响应性研究表明,水凝胶不仅表现出宏观的pH响应性凝胶-溶胶转变,同时表现出pH响应性药物释放行为,在pH值为5的缓冲液中,水凝胶具有最快的药物释放速率和最高的药物释放率,4 h左右其药物释放率接近100%。此外,利用丙烯酸及海藻酸钠中羧基与金属阳离子的络合作用,实现了水凝胶的形状记忆。该水凝胶在1 M的氯化铁溶液中形状记忆2 min,其形状记忆率和形状恢复率均可接近100%。