多糖类与类人胶原蛋白在不同交联剂下制备出各种水凝胶作为一种可降解大分子生物材料,对其进行微结构构建工程学及生物相容性研究。目前研究中,不同分子量的普鲁兰多糖和类人胶原蛋白在高碘酸钠作用下制备出普鲁兰多糖水凝胶和普鲁兰多糖/类人胶原蛋白水凝胶。对水凝胶的性能进行研究包括红外光谱分析法、扫描电镜、抗压实验、酶降解实验、细胞粘附、增殖以及动物体内皮下填充等。结果证实PI水凝胶对组织有一定程度的炎症反应,而且抗压强度比较低,降解率较高。水凝胶的体内和体外性能研究评估显示PHI水凝胶能够减少组织的炎症反应、促进细胞的增殖和延迟材料的降解,而且能够增强和稳定水凝胶的组织修复。但该两种水凝胶的降解属于短期降解(降解时间为2个月)。因此,为了促进水凝胶的抗降解能力,利用大分子量的交联剂以增加水凝胶的降解能力。在研究中,我们选择1,4-丁二醇二缩水甘油醚作为新的交联剂,交联不同分子量的普鲁兰多糖与类人胶原蛋白,制备出可注射的水凝胶,包括PB10,PBH10,PB53和PBH53水凝胶。通过膨胀率、机械强度、酶解等体外检测,结果证实水凝胶干样在水溶液中能够完全恢复原样。经过抗压后制备出的PBH53水凝胶的弹性模量、弯曲变形和抗压载荷高于其他水凝胶。此外,PBH水凝胶的细胞粘附和live/dead染色实验结果显示对成纤维细胞存活率高于PB水凝胶。在体内昆明小鼠和新西兰兔皮肤注射实验显示PB和PBH水凝胶颗粒具有良好的生物相容性和抗降解能力。因此,PB和PBH水凝胶非常安全,适合用于皮肤组织修复、软骨修复和其他组织工程领域。对普鲁兰多糖改性制备水凝胶是本研究中的一个创新。由陕西省微生物研究所发酵工艺优化后,制备的羧甲基化普鲁兰多糖,分子量为530,000g/moL,代替普鲁兰多糖与类人胶原蛋白交联制备水凝胶。1,4-丁二醇二缩水甘油醚作为交联剂,制备出的水凝胶具有高度稳定性,适合组织工程的应用。然而,最近研究中,用透明质酸与1,4-丁二醇二缩水甘油醚制备的透明质酸水凝胶,其呈现多孔结构且孔径大、高的孔隙率以及细胞粘附和增殖方面比较弱。因此,我们采用羧基化的普鲁兰多糖代替透明质酸制备水凝胶,成功制备出PCB和PCBH水凝胶。羧基化的普鲁兰多糖具有高的反应活性、高的选择性和温和的反应条件。由HLC和PC通过希夫碱式反应生成新的官能团RCHONR’。PCB和PCBH水凝胶注射到小鼠皮下24周后,其组织与水凝胶的酶反应活性和细胞粘附活性比透明质酸高。同时,体内和体外实验结果显示PCBH水凝胶的生物相容性、细胞相容性和抗降解能力较PCB水凝胶温和。所以羧基化的普鲁兰多糖制备的类人胶原蛋白水凝胶也可以适用于组织工程领域。利用多糖类中的壳聚糖和透明质酸通过自组装与胶原蛋白反应制备了一种新型的可注射的pH/温度敏感型的水凝胶。研究混合纤维膜装载于水凝胶体系中,对其合成、特征以及生物医学方面的应用进行研究。通过红外分析光谱和X射线光电子能谱分析了水凝胶的合成机制。通过膨胀率、凝胶时间和体外酶解实验来验证水凝胶的物理化学特性。结果显示水凝胶体系中有-CONH和-NRH2+共价键的形成。在不同的温度和PH下,水凝胶的凝胶时间和膨胀行为取决于聚合物链缠绕、卷曲和吸附。此外,水凝胶的体内动物实验结果由透射电镜、免疫组化和苏木精&伊红染色验证,其结果显示混合纤维膜对水凝胶的组织相容性良好,抑制了巨噬细胞增长、降低了炎症反应和降解能力。因此,自组装技术用于独特的CS-HLC-HA/β-GP水凝胶制备方法,有望作为组织材料应用于生物医学领域。