组织损伤或终末器官衰竭通常难以自愈,严重影响人们的生活质量甚至危及生命。现有疗法包括器官移植、手术治疗、人工假体和机械装置等,针对较大缺损难以取得令人满意的治疗效果。组织工程作为现有疗法的补充和替代,是结合生物材料、细胞和信号因子构建工程化组织以修复、替换或提升损伤组织与器官的潜在治疗方案。然而,缺乏适宜化学、物理和生物学性质的生物材料限制了组织工程在临床应用上的成功。在组织形成或修复过程中,生物材料不仅需要提供力学支撑,还需要引导细胞的行为。具体来说,生物材料需要具有适宜的生物相容性,生物降解性,力学性质,营养物、气体小分子和蛋白等传输的微环境,生物活性和形状结构。糖聚肽可模拟天然糖蛋白或糖胺聚糖结构与功能的特性,使以其为构建组分的生物材料十分有希望满足上述性能要求。本论文为了以糖聚肽为构建组分设计出临床可用的生物材料,从结构-性能关系出发,研究了化学结构与二级结构、降解、力学性质和生物相容性等的关系。具体研究内容和结论如下。(1)制备了侧链半乳糖、葡萄糖或甘露糖修饰的苯酚功能化糖聚肽,接着用辣根过氧化氢酶催化反应原位制备了水凝胶,并研究了其成胶时间、力学性能、体内降解行为和生物相容性,用以评估其作为生物材料的前景。实验结果显示,成胶时间可通过调整辣根过氧化氢酶浓度介于11～380秒。力学性质对糖聚肽侧基单糖具有依赖性。水凝胶体内可在21天左右完全降解,具有良好的生物相容性。体内免疫反应随糖聚肽侧基单糖不同而略有不同。上述结果显示,糖聚肽构建生物材料极具前景。(2)制备了一系列长度不同,主链为聚谷氨酸残基,侧链为半乳糖残基的糖聚肽,进一步研究了其二级结构、体外酶降解行为、生物活性和生物相容性。糖聚肽二级结构均主要为α-螺旋构象,螺旋含量先随主链聚合度增加而增加(24-44),之后随主链聚合度增加略微降低(44-68)。糖聚肽外侧刚性糖环不利于降解酶直接与聚氨基酸主链接触,可降低酶降解速率。糖聚肽可保留侧链糖基生物活性,并具有良好的生物相容性。(3)制备了一系列主链由L和/或D型谷氨酸残基组成,侧链为半乳糖修饰的糖聚肽,并研究了其二级结构、体外降解和生物相容性。仅含L型谷氨酸残基和仅含D型谷氨酸残基的糖聚肽主要采取α-螺旋构象,但二者螺旋方向相反。同时含有L型谷氨酸残基和D型谷氨酸残基的糖聚肽无规卷曲含量明显增加,L型谷氨酸残基和D型谷氨酸残基比例越接近,无规卷曲含量越高,但仍含有部分α-螺旋构象。D型谷氨酸残基的引入可显著延长酶降解所需时间,且糖聚肽仍具有良好的生物相容性。本论文以糖聚肽作为生物材料构建组分,对糖聚肽组织工程相关性能的研究为生物材料的设计提供了新的思路,为糖聚肽仿生生物材料的性能调控提供了有价值的原始参考。