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天然高分子水凝胶具有优良的生物相容性、可降解性等优点,但通常力学强度较差。化学交联可以提高力学性能,不足之处是交联剂的残留常常会引起毒性反应,限制了其在生物医学领域的应用。为克服这些缺陷,本课题以透明质酸(HA)、明胶、聚谷氨酸(PGA)和聚赖氨酸(EPL)等天然高分子为原料,采用酶法、原位化学连接法(NCL)研究制备了一系列生物水凝胶,并进一步通过互穿网络技术提高水凝胶的力学强度。论文还系统研究了生物水凝胶的形态结构、降解性、生物相容性等,具体如下：第一章中,通过自然化学连接反应(NCL)制备杂化聚氨基酸生物水凝胶。首先,合成了高半胱氨酸硫内酯接枝聚谷氨酸前体大分子PGA-HC和半胱氨酸接枝聚赖氨酸前体大分子EPL-C。两种前体大分子室温下通过NCL反应交联成聚氨基酸水凝胶,凝胶化时间为40-100分钟；通过改变前体大分子的组成,水凝胶的压缩强度可以在40-60 KPa之间进行调节。此外,研究了水凝胶的形态结构、平衡含水量、体外降解性、生物相容性等。结果显示,杂化聚氨基酸生物水凝胶具有通孔的内部结构,可调节的平衡含水量且具有良好的生物相容性。第二章采用NCL方法设计制备了聚谷氨酸(PGA)水凝胶。采用半胱氨酸(C)接枝修饰的PGA前体大分子PGA-C与PGA-HC前体大分子混合,在温和的条件下通过自然化学连接反应得到纯PGA水凝胶,凝胶化时间可以在3.5-8小时内进行调节,压缩强度为241.9-347.5 KPa。此外,详细分析了水凝胶样品的形态结构、平衡含水量、酶降解行为、溶胀性、生物相容性等。结果显示,NCL法制备的纯PGA水凝胶具有可调节的含水量,不同前体组分的PGA水凝胶均显示出优良的生物相容性。第三章利用酶法交联制备原位可注射聚谷氨酸(PGA)水凝胶。首先,合成了酪胺(Ty)接枝聚谷氨酸前体大分子PGA-Ty。之后,在辣根过氧化物酶(HRP)和低浓度双氧水(10mmol/L)共同存在下,PGA-Ty溶液发生酶交联反应,得到PGA水凝胶,其凝胶化时间为10±2s,压缩强度在3796.7-11568.6 Pa之间,平衡含水量可在13.2-18.1之间进行调节。冷冻干燥PGA水凝胶得到多孔支架,其内部孔径在10到100微米之间。采用MTT方法评价,结果表明PGA水凝胶无任何毒性。第四章采用双酶交联方法,研究制备明胶/透明质酸互穿网络(IPN)生物水凝胶。将透明质酸酪胺大分子前体(HA-Ty)溶液和明胶溶液混合,在辣根过氧化物酶(HRP)和谷胺转氨酶(mTG)共同存在下,37℃水浴中制备得到IPN水凝胶。流变学实验证明：HRP交联HA-Ty形成一个网络；mTG交联明胶形成另一个网络,两个网络交叉互穿,并彼此独立。得到的双酶交联IPN水凝胶的压缩强度远高于单酶交联水凝胶,高于半互穿网络凝胶,降解行为可控。生物学实验证明,IPN水凝胶具有良好生物相容性,且对小鼠成纤维细胞(L929)的迁移、增殖有着良好的促进作用。论文选用温和的交联方法,成功制备出一系列生物大分子水凝胶,具有良好的生物相容性、力学性能、降解性、含水量等在一定范围内可调控,有望用于组织工程支架、创伤修复材料、药物或细胞载体等。