壳聚糖（CS）作为一种具有良好生物相容性、抗菌性及生物降解性的天然大分子,其独特的性能使其在生物医学领域具有广泛的应用前景。但普通的CS只溶于稀酸溶液,而不溶于中性和碱性水溶液,也无法溶于普通有机溶剂,这极大的限制了其在生物医用领域的应用。同时CS要想在生物领域取得广泛的应用,生物安全性也是必备条件,因此开发具有良好溶解性和生物相容性同时不影响其抗菌性的壳聚糖衍生物具有重要意义。壳聚糖基水凝胶近年来被广泛应用于药物载体及生物组织工程的研究,但目前所报道的壳聚糖基水凝胶大多力学性能较差,同时生物相容性也有待改善,因此开发具有良好生物相容性的高强度壳聚糖基水凝胶同样具有很重要的现实意义。本研究以扩展CS的溶解范围、提高其生物相容性和抗菌性,开发具有良好生物相容性的高强度壳聚糖基水凝胶为目的。通过分别在CS的2位氨基和6位羟基上接枝季铵盐和两性离子,成功制备出兼具良好抗菌性和生物相容性的水溶性CS衍生物（Q₃B_y CS,y=1³）。通过以CS为基材,成功制备出高强度的壳聚糖-聚丙烯酸羟乙酯双网络水凝胶（CS-PHEA DN-gel）和壳聚糖-聚两性离子-聚丙烯酸羟乙酯三层网络水凝胶（CS-PDMAPS-PHEA TN-gel）,并对其力学性能、生物相容性、抗菌性进行了系统的研究。取得一下主要研究成果:1.采用环氧丙基三甲基氯化铵为季铵化试剂,通过环氧基团的开环反应在CS的氨基位接枝小分子季铵盐,合成了一系列不同取代度的季铵化壳聚糖（N-QxCS,x=1³）。通过抗菌实验研究表明,N-Q₃CS的抗菌活性最高,因此选取具有较好抗菌效果的N-Q₃CS,采用邻苯二甲酸酐将其剩余的氨基保护起来,以异氰酸酯基团（-NCO）为活性基团在其6位羟基上接枝磺酸型两性离子,最后采用水合肼脱氨基保护,成功合成了季铵盐及两性离子双取代壳聚糖衍生物（Q₃B_y CS,y=1³）。并采用FTIR、H-NMR、XRD对其结构进行了表征确认。水溶性实验表明Q₃B_y CS（y=1³）在p H=3¹1范围内均具有较好的水溶性,其中两性离子取代度为75.3%的Q₃B3CS在中性水溶液中溶解度高达200mg/m L以上;在浓度为2000μg/m L的N-Q₃CS中细胞存活率只有30%,而经两性离子改性的壳聚糖衍生物Q₃BCS中细胞的存活率提升到85%,而且溶血性由4.07%（N-Q₃CS）下降到0.06%（Q₃BCS）,说明两性离子的引入可以大幅降低季铵化CS的生物毒性。而抗菌测试结果显示,相比季铵化壳聚糖N-Q₃CS,Q₃B_y CS（y=1³）抗菌性并未出现大幅下降。2.以戊二醛为交联剂,将CS交联以形成具有不同交联度的第一层壳聚糖水凝胶;然后将质子化的壳聚糖水凝胶放入丙烯酸羟乙酯水溶液中充分溶胀,再进行光固化交联,形成不同交联度的CS-PHEA DN-gel（DNx gel,x=1⁴）。研究发现随着交联度的增加,凝胶的含水量逐渐下降,模量逐渐增加;同一交联度的样品,随着含水量的下降,其力学强度逐渐增强,当含水量为75%时,DN1 gel压缩强度高达84.7MPa,拉伸强度达到0.29 MPa,断裂伸长率达到313%。3.在CS-PHEA DN-gel的基础上,进一步引入磺酸型两性离子PDMAPS作为第二层支架网络,PHEA则作为第三层网络合成了具有三层网络的CS-PDMAPS-PHEA TN-gel（TNy gel,y=1⁴）。研究发现TN-gel不仅具有较好的力学性能,当含水量降为70%时,TN1 gel断裂伸长率达到1020%,拉伸强度也达到0.383MPa,而且其表现出较好的生物相容性,与细胞共同培养72h后,TN4 gel依然显示出94.4%的细胞存活率,Live/Dead实验也证实种植于TN-gel表面的细胞可以很好的增殖,其次相比较DN-gel,TN-gel显示出更好的抗巨噬细胞粘附能力。总之,两性离子的引入不仅降低了季铵化壳聚糖和壳聚糖基水凝胶的细胞毒性,而且赋予了水凝胶抗吸附功能,将其作为分子支架也可以在一定程度上提升壳聚糖基水凝胶的力学性能。