生物高分子的水凝胶,兼具了水凝胶的高含水、保水、吸水溶胀、柔软特点和生物高分子的生物相容性,降解性、生物特异性等,使得生物高分子水凝胶生物材料、再生医疗、生物组织工程以及基因治疗等生物医学领域都具有非常重要的意义。然而机械强度差和高昂的制备成本一直是制约生物高分子水凝胶的应用于发展的重要因素。本文通过构建多重互穿网络的方法,通过生物高分子之间、生物高分子与其他高分子之间的物理或化学的相互作用,制备了三种具有较高强度的生物高分子水凝胶。首先,以CaCO3微球为模板,利用乳液聚合的方法,制备出了一种聚丙烯酰胺-海藻酸钠的高强度高膨胀微水凝胶。由于其结构中三重互穿的高分子网络的形成,使得该水凝胶微囊表现出优异的可膨胀性和强度。在pH1.2时,该微水凝胶内的CaCO3内核分解,形成水凝胶微囊,且水凝胶微囊的体积增大到原始体积的4.2x105倍而不破裂。此外,该水凝胶微囊具有很好的包载药物的能力,并且在中性条件下保护药物,在pH1.2下,又能将药物释放出来,表现出pH敏感的药物释放功能。在pH1.2时的药物释放与传统的基于气体形成的药物释放体系(gas-formation based drug delivery system)十分的相似,同时水凝胶微囊的结构和制备方法更为简单。然后,本文采用两种生物高分子壳聚糖和海藻酸钠为骨架,构建了具备三重互穿网络结构的高强度壳聚糖海藻酸钠水凝胶,采用发泡法,在壳聚糖海藻酸钠复合水凝胶中引入多孔结构,制备了一种壳聚糖-海藻酸钠的多孔水凝胶。这种制备方法制备出的壳聚糖海藻酸钠的多孔水凝胶,具有适宜的多孔结构和优异的机械强度,且在不同pH环境下表现出了相似的溶胀性能,此外还具有适宜做组织生长支架的降解性能和良好的生物相容性。最后,选用了具有良好的生物特异性的DNA和具有温度敏感性的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为原料,通过构建互穿网络的方法,制备了一种DNA-PNIPAAm水凝胶。在此DNA水凝胶的制备过程中,应用简单的化学反应在DNA链上修饰上了多个双键,并保存了DNA的特异性。修饰过多个双键的DNA与NIPAAm共聚交联后,形成了具有双重互穿网络结构的DNA水凝胶。双重互穿网络的形成,把构建DNA水凝胶所需的DNA的浓度降低到了原来的0.91%,并且该DNA水凝胶也具有良好的温度敏感性能。本文通过构建多重互穿网络,提高了生物高分子水凝胶的机械强度,降低了DNA水凝胶制备过程中所需的DNA的浓度,并对制备出的几种生物高分子水凝胶的性质进行了相应的研究。