胶原是各种生物组织中最重要的蛋白质之一，其水凝胶因组成和结构与细胞外基质相似，成为一种十分理想的组织工程材料。但未经改性的胶原力学性能差，而且降解快，需要通过交联进行改善。本文采用辐射交联法，通过改变制备过程中的参数，成功制备了胶原水凝胶，并研究了辐射工艺对胶原结构的影响、胶原水凝胶的体积相转变及机制、胶原水凝胶的体积相转变对成纤维细胞生物学性能的影响。　　(1)γ-射线照射下，浓的胶原溶液产生胶原水凝胶和液体产物。对胶原水凝胶的分子结构和液体产物进行了研究。此外，对水凝胶的初级生物学性能进行了研究。结果表明，胶原水溶液发生交联形成了胶原水凝胶，并且交联密度随着吸收剂量的增加而增加，胶原水凝胶表现出增强的机械性能。同时，胶原发生了辐射降解，水凝胶收缩挤出其中的水，产生液体产物。γ-射线辐射制备的胶原水凝胶保持胶原的骨架结构，而且酪氨酸也部分地参与了交联。辐射后的胶原水凝胶具有较高的变性温度，可促进成纤维细胞增殖，并且在体内的降解速率取决于吸收剂量。综合结果表明，辐射交联法制备的胶原水凝胶保持三螺旋结构，热稳定性和机械性能提高，具有优良的生物相容性，预期将有利于其作为生物材料应用。　　(2)通过辐射交联制备胶原水凝胶。研究了与生物医学应用相关的模拟生理环境对胶原水凝胶体积相转的影响，即对离子、温度和pH的刺激性响应。胶原水凝胶的去溶胀行为取决于盐浓度、温度、pH值和水凝胶的制备过程。同时，通过红外光谱、荧光光谱和HR-MAS NMR研究了与体积相转变相关的水凝胶的结构。在盐溶液中的去溶胀使得胶原构象发生了微小的变化，更致密的网络导致酪氨酸衍生的荧光猝灭更显著。随着盐浓度的增加，水合的水和胶原多肽链之间的氢键解离，疏水性侧链的活性增加，导致更高程度的收缩。此外，盐溶液削弱了胶原水凝胶的静电相互作用、侧链相互作用和氢键，并且降低了胶原水凝胶的热稳定性。与无细胞的胶原水凝胶的收缩相比，成纤维细胞没有显著加重胶原水凝胶的收缩。本研究阐明了辐射交联的胶原水凝胶在模拟生理环境中的去溶胀机制，并为控制胶原水凝胶在生物医学应用中的刺激性响应提供策略。　　(3)胶原水凝胶在模拟体液中表现出收缩趋势。在收缩过程中，对内部孔结构和胶原水凝胶的机械性能进行评价，并且在体外研究了胶原水凝胶的收缩对成纤维细胞的生物学行为的影响，如活性、增殖、形态、细胞凋亡、周期和应力纤维。结果表明，随着胶原水凝胶的收缩，水凝胶的孔径减小，压缩模量增加。然而，成纤维细胞可以在收缩的胶原水凝胶上生长。事实上，胶原水凝胶从周围向中心收缩，延缓了成纤维细胞在动态基质上的初始粘附，干扰了细胞的铺展。因此，收缩的胶原水凝胶进一步影响了L929细胞的增殖，也加速了细胞凋亡。细胞周期分析显示，收缩的胶原水凝胶可以促进细胞周期从G0/G1期进入S期，DNA合成和细胞增殖受到影响，但在收缩过程中可能会有所不同。而且收缩的胶原水凝胶影响了L929细胞的肌动蛋白应力纤维，进而影响了其铺展。　　本研究表明胶原水凝胶在生理环境的收缩会对成纤维细胞的生物学性能产生影响，作为组织工程支架材料应用时应考虑抑制其收缩的策略。辐射交联胶原水凝胶的收缩与其它方式制备的水凝胶相比，交联密度较高，因而在模拟生理环境的收缩程度大幅度降低，有望成为制备胶原基组织工程材料的理想手段。