常见的刺激响应型水凝胶由于凝胶化条件限制了其应用于生物医药领域,尤其是涉及到包封细胞的场景。本论文提供了一种适应性良好的、广谱响应的肽基纳米材料,在肽分子设计,材料构建和应用三部分展开研究。通过计算模拟与实验结果结合,筛选了三条候选肽,最终选择了一条在水中溶解性良好的肽分子。值得注意的是,分子动力学模拟不再以辅助论证机理的角色,而是用以引导肽分子设计与肽基材料的构建,实验验证了计算模拟结果的合理性。流变实验用于验证肽分子可被多种引发物质在水中激发自组装,且引发物质的种类影响肽水凝胶的粘弹性。场发射扫描电镜、透射电镜呈现了自组装肽从柔性纤维形成三维纤维网络结构的纳米级变化。圆二色谱和傅里叶红外光谱揭示其内在的二级结构向β-折叠发展。肽基纳米材料在细胞增殖曲线、细胞活性、细胞存活率测定的实验中均表现出良好的细胞相容性。成功地将设计的肽基材料用于三维细胞培养,包封细胞以获得细胞球,有望成为合适的肝细胞模型。使用Hep G2细胞与肌肉卫星细胞共同验证,所设计的肽可实现7-14天的长程细胞培养,且通过共聚焦激光扫描显微镜观察到培养后的细胞仍保持良好的增殖活性。探究了肽基纳米材料与细胞之间的相互作用,通过流变实验验证肽浓度对水凝胶粘弹性与动态行为的影响,结合细胞球的形态差异,在一定范围内,提高肽浓度有利于获得更大,活性更强的细胞球。经过材料培养后的细胞不仅具有较高的存活率,还表现出符合肝细胞的分化表型。本论文讨论的基于自组装多肽的刺激响应型多肽在生物医药领域,尤其是三维细胞培养和组织修复方面具有良好的应用潜力。