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可注射水凝胶药物输送系统能够通过微创的途径将所需药物输送到目标部位,而不会向身体的其他部位释放任何剂量的药物,因此受到了重要关注。其中,刺激响应型可注射水凝胶可在外界刺激下做出相应的应答,在药物释放领域具有更广泛应用前景。在早期,这类可注射水凝胶大多数来自合成聚合物,潜在的毒性限制其在生物医药领域的应用;近年来,研究者大多利用生物质天然高分子代替合成高分子制备可注射水凝胶。其中纤维素是世界上最丰富的生物质天然高分子,具备可再生、廉价、环境友好、可生物降解、易于化学改性等优势。但是目前纤维素基可注射水凝胶药物输送系统普遍存在制备过程不可控、疏水性药物装载率低及药物缓释周期短等问题。基于以上问题,本论文在纤维素分子链上,利用ARGET-ATRP技术和有机催化ATRP技术,可控接枝NIPAAm单体制备了纤维素基温敏性可注射载药水凝胶。在此基础上,引入荧光单体赋予水凝胶荧光性能;引入聚多巴胺纳米粒子（PDA-NPs）还能在近红外光下使抗癌药物可控释放,并同时利用PDA-NPs的近红外光热效应辅助杀害癌细胞。主要内容如下:1)以MCC为原料,以NIPAAm为单体,利用ARGET-ATRP技术均相改性纤维素制备具有温度响应性的纤维素接枝共聚物（cellulose-g-PNIPAAm）。该物质在低温低浓时在水或PBS中为透明溶液,而当温度升至37℃时则自组装成胶束,TEM观察到在水中和PBS中的胶束均具有球形形态。但当cellulose-g-PNIPAAm在水中的浓度大于4.2%并且温度升高至37℃时,便形成了不可流动的水凝胶,并且该水凝胶是由胶束构成的。该纤维素基可注射温敏性水凝胶用于负载抗癌药物DOX,体外释放实验表明,它能够持续释放DOX药物长达20天,且无药物突释现象。此外,细胞毒性测试表明:该水凝胶具有很高的生物相容性。基于以上结果,这种纤维素基可注射载药水凝胶在智能药物输送系统具有重要的应用潜力。2)向纤维素基可注射温敏性水凝胶中引入荧光基团制备可注射水凝胶。此水凝胶仍以MCC为原料,将NIPAAm和咔唑衍生物（Cz）通过ARGET-ATRP技术接枝到纤维素分子链上,制备了具有温度响应性和荧光特性的纤维素基可注射水凝胶,并研究了咔唑基的量对嵌段共聚物性质的影响。在制备过程中,通过控制咔唑含量获得两种嵌段共聚物,标记咔唑基含量少的为纤维素嵌段共聚物1（cellulose-g-（PNIPAAm＆PCz）1）和含咔唑基多的为纤维素嵌段共聚物2（cellulose-g-（PNIPAAm＆PCz）2）。研究表明,cellulose-g-（PNIPAAm＆PCz）1具有与cellulose-g-PNIPAAm类似的性质,但是cellulose-g-（PNIPAAm＆PCz）1获得的胶束比cellulose-g-PNIPAAm获得的胶束更紧凑,并且由cellulose-g-（PNIPAAm＆PCz）1构成的水凝胶具有荧光热增强现象,这与荧光单体随温度升高而荧光强度下降的现象相反。对于cellulose-g-（PNIPAAm＆PCz）2,由于含有的疏水性咔唑基团较多,导致其在低温时不能在水中均匀分散,也不能在37℃时形成水凝胶,但是将cellulose-g-（PNIPAAm＆PCz）2溶解在有机溶液中通过透析的方式可以得到胶束。此外,细胞毒性测试表明:该水凝胶具有很高的生物相容性。基于以上结果,该纤维素接枝嵌段共聚物得到的可注射水凝胶及胶束在药物传递和药物释放监测等方面具有潜在应用价值。3)向纤维素基可注射温敏性水凝胶中引入具有光热响应的PDA-NPs制备具有近红外光热响应的cellulose-g-PNIPAAm＆PDA复合可注射水凝胶。SEM和TEM测试均表明合成的PDA-NPs具有规则的球形结构,且粒径分布均匀。实验结果表明,PDA-NPs的加入不影响可注射水凝胶的热稳定性及其溶胶-凝胶转化。此外,流变测试表明加入PDA-NPs可以适当提高可注射水凝胶的屈服应变和机械强度。且由于加入了PDA-NPs,复合水凝胶表现出了良好的光热效应,PDA-NPs含量为1000μg/m L的复合水凝胶在NIR下照射80s,表面温度便可达到50℃。此外,cellulose-g-PNIPAAm＆PDA包覆抗癌药物DOX,NIR照射能够促进其释放DOX,有望发展一种无损药物释放的治疗方法。4)纳米纤维素增强纤维素基可注射水凝胶。Cellulose-g-PNIPAAm＆PDA复合可注射水凝胶强度较低,为了满足不同的需求,采用制备PNIPAAm/CNCs＆PDA复合水凝胶以及向cellulose-g-PNIPAAm＆PDA复合可注射水凝胶中加入CNCs两种方式提高可注射水凝胶的强度。PNIPAAm/CNCs＆PDA复合水凝胶是以NIPAAm为单体,PDA-NPs作为功能性交联剂以及CNCs作为增强剂制备出的具有近红外光响应的水凝胶。SEM测试表明PDA-NPs均匀分散于PNIPAAm/CNCs＆PDA复合水凝胶中,但是由于PNIPAAm/CNCs＆PDA复合水凝胶在制备过程中引入了太多的化学试剂,使用前需要透析处理,因此不能像上述cellulose-g-PNIPAAm＆PDA那样作为可注射水凝胶使用。因此最终采用直接向cellulose-g-PNIPAAm＆PDA中引入CNCs的方式制备纳米纤维素增强纤维素基可注射水凝胶,当cellulose-g-PNIPAAm＆PDA中加入CNCs时仍为可注射水凝胶,且当加入2%CNCs时,可注射水凝胶的弹性模量即可从1KPa增加至10KPa,并且此数值高于同样2%CNCs添加量的PNIPAAm/CNCs＆PDA复合水凝胶的弹性模量,因此通过向cellulose-g-PNIPAAm＆PDA中加入少量CNCs即可制备出高强度的纤维素基可注射水凝胶。5)有机催化ATRP技术制备纤维素基可注射温敏性水凝胶。最后,为了进一步降低纤维素基可注射水凝胶的细胞毒性,增强其生物相容性。采用有机催化ATRP技术对纤维素改性制备纤维素基可注射温敏性水凝胶。本研究同样以MCC为原料,以NIPAAm为单体,以10-苯基吩噻嗪（PTH）为光催化剂于365nm的紫外光下进行有机催化ATRP反应。FTIR和13C NMR证明由有机催化ATRP技术制备的纤维素接枝共聚物（cellulose-g-PNIPAAm*）与cellulose-g-PNIPAAm结构一致,且同样具有溶胶-凝胶转变特性。此外,TEM表明cellulose-g-PNIPAAm*也可以自组装成胶束,并且SEM观察到由cellulose-g-PNIPAAm*构成的可注射水凝胶呈现出良好的三维网络结构。此外,体外释放研究表明,这种水凝胶能够持续释放DOX长达10天,并且细胞毒性表明该水凝胶具有很高的生物相容性。从而证明有机催化ATRP技术可应用于纤维素基可注射水凝胶的制备中。