水凝胶是一种由三维聚合物交联网络和水组成的软物质。由于具有高含水量、良好通透性、类细胞外基质等优点,水凝胶在伤口敷料、组织工程、和药物释放领域获得了广泛的研究。然而,水凝胶静态固定的组成难以满足上述应用领域所需的动态功能需求。在本论文中,我们通过分子结构设计将具有时空可控、非接触式的不同光响应机制引入到水凝胶交联网络中,获得了可控降解型水凝胶、持续稳定释放型水凝胶、力学性能和生物化学环境动态调控型水凝胶材料。这些材料在伤口敷料、透皮给药载体和模拟体内动态环境的细胞培养平台中极具应用潜力。主要工作内容和创新性结果如下:首先,合成了端基含有可光裂解邻硝基苯结构的聚乙二醇交联剂PNN,将其与羟乙基壳聚糖在生理条件下混合原位制备了水凝胶。研究结果表明,由于交联点上邻硝基苯的光裂解特性,水凝胶在紫外光照射下发生降解,通过调节PNN含量和光照强度,可有效调控水凝胶降解速度;通过选择光照区域,可实现凝胶的精确按需降解和移除。此外,水凝胶表现出明显的溶胀性能和适当的粘附强度,聚合物前驱体和凝胶降解产物均具有良好的细胞相容性。我们通过将光裂解结构单元引入到水凝胶网络交联点上,实现了水凝胶的非侵入式按需选择性移除,该材料在需要反复更换伤口敷料的烧伤伤口护理中极具应用前景。其次,合成了部分端基是烯丙基硫醚卡托普利乙酯的端氨基八臂聚乙二醇,将其与含有二硫键的琥珀酰亚胺磺酸钠酯混合原位制备了水凝胶。利用光引发的硫自由基与烯丙基硫醚间的加成断裂反应,实现了卡托普利乙酯的释放。通过调控光照时间、光照次数和药物包载量,实现了持续稳定透皮释放卡托普利乙酯。同时,水凝胶表现出了良好的组织粘附性和细胞相容性。我们通过将光控加成断裂的结构单元作为连接基团将药物分子接入交联网络中,证实了光控水凝胶持续稳定透皮释放药物的可行性。最后,合成了巯基修饰的透明质酸和烯丙基硫醚修饰的聚赖氨酸,利用光引发的硫自由基与烯丙基硫醚间的加成断裂反应,两种大分子混合物在光照下形成水凝胶,而该凝胶在引入巯基小分子后,光照下发生降解。通过调控水凝胶凝胶化和降解过程,实现了力学性能的可逆调控。通过将巯基荧光分子在凝胶中区域选择性的引入和移除,验证了水凝胶生物化学环境动态调控的可行性。而且,水凝胶在生理条件下不溶胀性,其前驱体材料、凝胶化及降解过程均具有良好的细胞相容性。我们通过将光引发硫自由基与烯丙基硫醚间的加成断裂反应引入凝胶网络的构建与破坏,实现了水凝胶力学性能和生物化学环境的动态调控,该材料有潜力作为3D细胞培养平台用于组织工程领域。