两性离子聚合物材料优异的抗蛋白质非特异性吸附性能衍生出其优异的抗细胞粘附和抗免疫排斥反应的特性。本论文以两性离子聚合物或两性离子改性天然多糖为基材制备了多功能抗粘附水凝胶,并用于细胞培养“空白平台”的构建、干细胞的体外扩增和抗异物反应高强度水凝胶的开发。基于天然淀粉良好的生物相容性和两性离子聚合物优异的抗蛋白质非特异性吸附性能,依次制备了磺酸甜菜碱醚化剂(DCAPS)、两性离子改性淀粉(SB-ST)、丙烯酸酯改性SB-ST(SB-ST-A)和双端巯基官能化聚乙二醇(PEG-SH)。通过迈克尔型“硫醇-烯烃”亲核加成“点击”反应,SB-ST-A和PEG-SH间在生理条件下迅速交联,原位形成S/P水凝胶。在对其结构进行表征的基础上,对其理化性能进行了分析。结果表明:S/P水凝胶不仅具有优异的抗蛋白质非特异吸附性能,而且可通过改变凝胶前驱体浓度和基团配比对其凝胶化时间、力学强度和溶胀行为进行较为精确的调控。数量充足干细胞的供应是细胞治疗和组织工程领域的瓶颈问题,干细胞扩增过程中“干性”的维持是影响扩增效率的关键。基于两性离子聚合物所特有的抗蛋白质非特性吸附性能,本论文以大鼠来源的棕色脂肪干细胞(BADSCs)为模型细胞,S/P水凝胶为培养载体,建立了干细胞培养的“空白平台”,研究了水凝胶组成、力学强度和RGD等物理化学信号与BADSCs增殖及“干性”维持的内在联系。活死染色、阿尔马兰实验和Ki67免疫荧光染色证明了细胞的大量增殖。心肌特异性蛋白c Tn T、α-actinin和GATA-4的表达结果表明细胞的自发分化能力得以约束并维持心肌分化的潜能。将凝胶裂解并释放细胞后,细胞流式和再培养结果表明,经凝胶扩增的细胞很好地维持原始“干性”和向心肌分化的能力。临床上经常用于弹性软骨的替代材料难以同时满足力学性能和抗免疫排斥反应的需求。本论文利用双网络水凝胶的构建策略,设计并制备了聚羧酸甜菜碱/聚磺酸甜菜碱(p CB/p SB)双网络(ZDN)水凝胶。力学测试结果表明ZDN水凝胶具备高强度和弹性体的特性。来自p SB第二网络的“lock”效应可以同时起到提升力学性能和抑制凝胶再溶胀的作用。ZDN水凝胶具有优异的抗蛋白质非特异性吸附、抗血小板和细胞粘附性能。经埋植于小鼠皮下24周后,组织染色结果表明,ZDN水凝胶没有免疫排斥反应和胶原纤维包囊的产生。