将种子细胞种植于一种生物相容性良好并可被人体逐渐降解吸收的生物材料上,当种子细胞扩增并形成细胞/生物材料结构后,再回植到体内,使受损组织得到修复,这是组织工程的常用方法。利用注射的方法,可注射型水凝胶在注射处原位形成生物支架,为细胞提供生存所需的三维空间,同时也减轻了植入方法对周围组织造成的损伤。交联的胶原螺旋多肽链排列成原纤维并贯穿于羟基磷灰石中,再结晶生成骨组织的细胞外基质。本文将盐酸化壳聚糖基水凝胶和β-磷酸三钙(β-TCP)复合,构建了与自然骨组织相似的可注射型生物复合材料,并对水凝胶溶胶-凝胶转变机理进行了初步探讨。本研究采用盐透析法制备了盐酸化壳聚糖(CH),用多种测试手段确认了盐酸化壳聚糖的结构,并评价了其细胞相容性;通过盐酸化壳聚糖和β-甘油磷酸二钠(GP)及β-磷酸三钙(β-TCP)复合制备了可注射型盐酸化壳聚糖基水凝胶,可用于骨组织工程支架材料;研究了制备条件包括PH值、温度等对溶胶-凝胶相转变过程和转变速率的影响,同时对水凝胶的溶胀性能和流变学进行分析,对溶胶-凝胶的机理进行了探讨;通过NMR技术研究了壳聚糖基水凝胶的水动力学和溶胶-凝胶转变的临界现象及相转变过程。结果表明,盐酸化过程使壳聚糖分子中的伯氨基转化成季氨盐,破坏了壳聚糖分子的规整性和分子间、分子内氢键,从而使盐酸化壳聚糖具有了水溶性,盐酸化壳聚糖的细胞相容性良好。通过GP和β-TCP可调控CH的分子间氢键、静电相互作用和疏水相互作用,从而控制溶胶-凝胶转变过程和转变速率。CH-GP二元体系和CH-GP-TCP三元体系溶胀性能分析显示三元体系的溶胀度比二元体系低。流变学分析显示CH-GP和CH-GP-TCP溶液G′具有频率依赖性。壳聚糖链间的疏水相互作用在水凝胶的溶胶-凝胶转变中起主要的作用。壳聚糖基水凝胶水的动力学行为可以描述为如下两个过程:沿网络自由体积空穴的物理移动,与网络亲水基团的结合水形成。哪一个过程在溶胀中占主导地位取决于水凝胶的结构。1H NMR技术研究温敏壳聚糖基水凝胶的临界现象和相转变表明,水凝胶发生转变时,水的状态发生改变。