随着我国“健康中国”国家战略的提出,“面向人民生命健康”的医用生物材料作为实现这一战略的关键基础材料迎来了前所未有的机遇和挑战。动物皮作为自然界重要的可再生生物质资源,其高价值资源化利用具有重要意义。而明胶作为动物皮的降解产物,因其天然的空间构象与化学组成,使其具有得天独厚的仿生特性和生物活性,已被广泛应用于生物医用材料领域。针对传统组织粘合方法（手术缝合线等材料）存在的操作难度高、耗时长、疼痛感强、伤害性大、不便性、易感染性、难恢复等诸多缺点,及目前明胶基生物粘合剂存在的水下粘合性差、功能单一、热稳定性差等本体材料性能缺陷,本课题采用自主设计的层级可降解法从皮革制造过程未经化学交联处理的生皮边角料中提取的明胶为原料,通过化学改性以提高其粘性,并赋予其功能性,进一步将之应用于生物组织粘合剂,制备出具有高粘合强度的多功能性明胶基生物粘合剂。构建的多功能粘合剂在具有优异的生物相容性、良好的粘附性能和促进伤口愈合的同时,兼具其他临床实用功能:（1）温敏性:能够使其更好地与伤口形状相匹配,同时实现了可注射;（2）水下粘合性:利用动态共价键和亲水性聚合物主链的优势,可以与潮湿的表面相容,更好地适应组织的动态运动,增加材料的实际临床应用性;（3）智能性:通过对光和热刺激做出快速响应,可以与目标基材进行可逆性粘附并实现按需分离。本课题为高性能明胶可控制备及功能性明胶类生物粘合剂构建提供了新思路,制备的生物粘合剂有潜力成为新一代功能性明胶类可吸收性功能医用粘合剂。具体研究内容与结果如下:（1）以皮革制造过程中未经化学交联处理的生皮边角料为明胶提取原料,通过自主设计的层次可控降解法从仿生高层级胶原聚集体（CA）中提取明胶。采用原位梯度酸法进行胶原聚集体的制备,然后,以CA为底物,通过传统的热水法得到明胶（G-CA）。以胶原聚集体提取率为考察指标,研究强酸提取介质、酸浓度、料液比、提取温度以及提取时间对胶原聚集体提取的影响,得到最佳优化条件,最佳条件下CA提取率可达66.30%,且完整保留了天然胶原原始的聚集态结构（典型的D-周期横纹结构）,条纹间距约为61.35nm。进一步将CA在80℃下搅拌8h,经分级萃取、过滤、凝胶纯化后得到G-CA。与常规碱法提取的明胶（G-Al）和商业明胶（CG）相比,基于CA提取的G-CA具有广泛的分子质量分布范围（124～236kDa）,高透明度,高粘度和高凝冻强度（～268Bloomg）,表明本课题自主设计的基于仿生CA中提取明胶的层次可控降解法可成为高性能明胶新的通用提取方法策略。（2）以G-CA为原料,利用儿茶酚-Fe3+和NIPAAm-甲基丙烯酰基的络合化学交联策略,采用临床实用性较高的双注射法构建一种贻贝仿生的多功能可注射双网络明胶水凝胶粘合剂（DNGel）。通过研究不同多巴胺添加量和Fe3+浓度,以及GMD与NIPAAm的添加比例对粘合剂温敏性、机械强度、粘合强度、溶胀和降解等性质的影响,确定了复合凝胶的最佳制备条件。优化条件下DNGel粘合强度可达3.6MPa,能够保持良好的温敏性,且具有较高的平衡溶胀率和良好的生物降解性。通过化学结构分析表征证实了成功地将甲基丙烯酸酐和多巴胺引入DNGel,同时Dopa和NIPAAm均匀分散在DNGel中,确保了材料结构与性能的稳定性。通过试管倒置法表明DNGel的凝胶化时间为8 min,应用于伤口时可以引起自发的血液凝固,且较强的粘合强度能有效避免伤口二次出血。同时,DNGel具有良好的自愈合性能,在用于伤口闭合时可延长使用时间并增强生物安全性。此外,DNGel对生物组织的粘合强度为3.6MPa,远远大于商业化的纤维蛋白胶（0.65 MPa）。同时,通过醋酸溶液可对DNGel实现按需拆卸,且其低临界溶液温度（LCST）接近人体生理温度,能对外界刺激做出快速反应,有助于原位聚合形成可注射水凝胶,以适应不同大小和形状的伤口,具有广泛的适用性。动物体内、外实验表明,DNGel具有良好的生物相容性,抗菌性和止血性,并可促进血管重建加速伤口愈合。（3）为进一步解决生物粘合剂水下粘合性能较差,及明胶因制备降解过程导致本体生物活性不足的问题,本章在明胶中引入壳聚糖、蒽醛-聚乙烯亚胺（9-anth-PEI）作为粘合层,耗散基质层引入酸化多壁碳纳米管（H-MWNTs）作为导电单元,进一步通过物理、化学改性及结构模型设计制备一种皮肤仿生的明胶基复合温敏性可逆水下导电双层粘合剂（DLGel）,同时结合电刺激促进组织愈合功能,从根本上提高材料的创伤治疗效果。探究不同壳聚糖分子质量、浓度和不同桥连聚合物组成对最终复合粘合剂粘合性能的影响,优化条件下DLGel在猪皮基材上的水下粘合强度可达1.28 MPa,且对硅橡胶、玻璃、铁和猪皮等多种基材均具有显著粘附性。通过化学结构分析表明,成功地合成9-anth-PEI,并将H-MWNTs、明胶、壳聚糖和9-anth-PEI引入DLGel粘合剂,这些材料都均匀分散在DLGel中,确保了材料具有稳定的导电性和粘附性。同时,在蓝光辐照下3 min后,DLGel的粘合强度可达到最大值1.28 MPa,通过切换辐射和加热的物理刺激可保持有效的粘合转换至少3个循环,实现了有效且可逆的水下粘附。更重要的是,DLGel与电刺激的结合可显著促进仓鼠肺上皮细胞的体外增殖活性,在大鼠全层皮肤缺损模型中表现出优越的诱导修复作用,并通过伤口面积减少、肉芽组织形成、胶原沉积增强、血管化和再上皮化等形式积极加速体内伤口恢复。同时,电化学性能测试结果表明,DLGel具有高灵敏度和运动监测能力,证实了 DLGel不仅可作为监测人体运动的智能传感器,且可作为用于伤口愈合的医用粘合剂,实现了“人体健康实时监测-诱导修复再生”一体化。