水凝胶是通过化学或物理交联形成的三维亲水性聚合物网络,具有极佳的亲水性和稳定性,可渗透或溶胀大量的水而不发生溶解。水凝胶独特的结构决定了它具有许多优良的特性。其中,基于天然蛋白质的水凝胶材料因具有来源丰富、可生物降解、良好的生物相容性以及能够模拟生物体组织特性等优点得到了广泛的应用。基于丝素蛋白（silk fibroin,SF）的水凝胶材料因其具有优良的理化性能和生物相容性是一种极具前景的生物医用材料。近年来,随着对SF凝胶化机理研究的不断深入,为发展多样化及可控的凝胶方式创造了条件,同时也为制备优良的生物材料奠定了理论基础。SF可以通过氢键、亲疏水性等物理作用,使得分子链之间相互作用形成β-折叠结构,从而形成物理交联水凝胶。此外,SF由于侧链上含有大量的活性基团,也可通过化学修饰与交联制备得到水凝胶。然而传统的SF水凝胶大多数是物理交联或化学交联形成的单网络结构,具有很多明显的缺点,例如生物活性位点缺乏、力学性能不足以及长期稳定性较差等问题,限制了SF水凝胶在实际中的应用。本论文针对当前SF水凝胶研究中的主要问题,以改善SF水凝胶的材料整体性能为目标,通过对凝胶的预聚物组成、交联网络以及蛋白质构象等进行调控,从而实现SF水凝胶的可控性制备,制备出一系列可原位成胶、力学性能优异、长期稳定性好以及细胞相容的SF基水凝胶,有效拓展其在生物医学领域中的应用范围。主要包括以下内容:（1）本论文首先针对SF水凝胶生物活性位点较少、降解性能不可控的问题,通过“超声-光交联”联用的方法制备具有优良细胞相容性的SF/Gel MA（甲基丙烯酸酐改性明胶）互穿网络（interpenetrating polymer network,IPN）水凝胶,通过控制超声输入的能量来调控SF的β-折叠物理交联网络的形成过程,并用紫外光诱导Gel MA的自由基聚合反应以形成二级网络。与此同时,预聚物在“溶胶-凝胶化”转变过程中,细胞或其它生长因子可以均匀地分散在预聚物溶液中并最终实现细胞的三维包裹培养。实验结果表明该IPN水凝胶表现出优良的扩散传质性能、适宜的弹性模量范围、可调控的降解性能等。而且该IPN水凝胶具有优良的生物相容性,可支持成骨前细胞的早期粘附和增殖,并能通过对预聚物的组成调控细胞在水凝胶表面及凝胶内部的生长行为。（2）为了有效提升SF水凝胶的力学性能,随后通过采用“超声-光交联”的方法制备得到一种具有优良力学性能的SF/HAMA（甲基丙烯酸酐改性透明质酸）的双网络（double-network,DN）水凝胶,其中刚而脆的物理交联SF网络提供强度模量,起到分散外部应力的作用,而软而韧的HAMA网络提供大形变吸收能量。实验结果表明,制备得到的DN水凝胶与单网络水凝胶相比力学性能得到显著增强。此外,二维细胞实验结果证实该DN水凝胶可提供促进细胞粘附和增殖的临时支架,并可通过调节预聚物中SF与HAMA的比例来调控细胞粘附行为。与传统DN水凝胶不同,成骨细胞能够原位包裹在此DN水凝胶中,实现细胞的三维培养,为实现承重软组织的修复和再生创造了条件。（3）为了进一步改善SF水凝胶的长期力学稳定性,通过酶促交联方法以及超声处理制备得到具有长期稳定性的SF/HA复合水凝胶,采用酪胺对HA进行修饰,采用辣根过氧化酶通过共价交联构建出第一层酶促交联网络,随后采用超声处理诱导SF形成β-折叠,制备得到化学-物理交联的复合水凝胶,由于β-折叠结构域的生长受到预先存在的交联位点的限制,通过控制交联度,使得水凝胶网络中形成小的且均匀分布的β-折叠结构,同时随着酶交联反应的进一步进行,有效限制了β-折叠结构的进一步聚集。该水凝胶具有长期力学稳定性和细胞相容性,有望实现承重软组织的修复和再生。（4）此外,在前期SF基水凝胶可控制备的基础上,利用丝素蛋白/透明质酸复合水凝胶,采用冷冻干燥法制备出一种具有超亲水且水下超疏油性能的三维多孔海绵材料,该材料力学强度高、长期稳定性好且生物可降解,可以在实现油水分离的同时,有效地实现了对染料的吸附,使用后的材料易处理且不会对环境产生二次污染,为SF基材料应用于复杂含油废水处理领域的可行性做出了尝试性研究。