水凝胶作为一种含有大量水的聚合物基质,由于其与细胞外基质成分的相似性,以及其与血液、体液和人体组织的接触不影响生物的代谢过程,已广泛应用于生物和医学等许多领域。然而,由于传统聚合物水凝胶缺乏独特的物理性能,其在高端领域的进一步应用受到限制。随着研究的进展,一系列具有特殊物理性能的水凝胶,在很大程度上改善了这种状况。同时,水凝胶的生物相容性和生物降解性的研究进展也值得关注,有望应用于生物医学领域。本文介绍了几种特殊结构的水凝胶及其提升物理性能的机理,并讨论了赋予水凝胶特殊物理性能的具体方法,以及在外科医学、组织工程、药物释放等多项生物医学领域的应用。在我国乃至全球的医学领域,II型糖尿病(T2D)是一种患病率极高的遗传异质性疾病。由于微血管的病变,糖尿病人极易引发皮肤溃烂、皮肤缺损、湿性眼底黄斑等多种并发症。本文第二章主要通过样本分析、模拟诊断等方法,提出了一种简化的T2D诊断方法;并利用文献调研、回顾性研究等方法,探究功能化水凝胶在T2D诊断中的潜在价值,为T2D诊断的进一步简化提供了新思路。本文第三章主要通过实验制备了可原位成型的M-CMCS/O-HES(胺化羧甲基壳聚糖/醛化羟乙基淀粉)水凝胶,M-CMCS/O-HES具有优异的自恢复性、生物相容性、生物降解性和透明性,可以作为加速创面愈合的材料。与非治疗对照组相比,用M-CMCS/O-HES水凝胶干预下的表层皮肤缺损显示出更高的伤口闭合率、更多的肉芽组织以及上皮组织的形成和低水平的胶原沉积,这表明所制备的M-CMCS/O-HES凝胶在治疗糖尿病伴随的难愈合性皮肤缺损中具备一定的潜在应用价值。本文第四章主要通过实验制备了PVA/Gel MA(聚乙烯醇/甲基丙烯酸化明胶)水凝胶,PVA/Gel MA可原位搭载具有强渗透性的DSP(地塞米松磷酸钠)并交联固化成隐形眼镜的形状,结果表明,PVA/Gel MA具备良好的透光性、药物释放特性、细胞相容性、抗降解性以及生物相容性。在潜在应用方面,整个凝胶体系可通过进一步的溶胀效应来搭载抗VEGF(血管内皮生长因子)药物,并利用释放出DSP的强渗透性使抗VEGF药物作用于玻璃体内,基于PVA/Gel MA水凝胶的隐形眼镜状药物释放体系有望通过非侵入式给药的方式治疗眼底黄斑。