原位水凝胶作为一种形状稳定的三维高分子网络结构，具有优良的生物相容性和可控的降解速率，可通过注射的方式在机体病灶部分原位成型，手术创伤非常微小且易于操作，在药物传输及组织修复领域具有广泛的应用价值。基于氢键、静电、疏水相互作用等非共价键聚合的物理高分子凝胶力学强度和稳定性较差，传统自由基光致交联和酶交联反应速率相对较慢，同时凝胶引发剂会对机体造成损伤，应用具有一定的局限性。利用新型”Click chemistry”类反应尤其通过Schiffs base（席夫碱）键交联的原位化学水凝胶，反应过程简单高效，制备安全，不会引入有毒试剂，符合可注射水凝胶在机体中应用的要求，受到越来越多的关注。为此，本论文基于氨基和羰基间缩合生成可逆的席夫碱键，开发了多种原位水凝胶体系，用于抗癌药物的局部原位传输和控制释放研究，并利用此类三维支架包载脂肪干细胞进行了成骨方向分化的初步研究和探索。本论文所开发的水凝胶体系类型依次为:pH敏感的席夫碱交联原位水凝胶，葡聚糖纳米凝胶交联的原位载药水凝胶，合成聚肽/多糖衍生物复合水凝胶。　　本论文的研究内容和主要结论如下:　　1).利用对醛基苯甲酸(FA)对四臂聚乙二醇(Four-arm polyethylene glycol，PEG)封端改性，制备带有活性醛基的四臂聚乙二醇(PFA)，并与四臂聚乙二醇-b-聚赖氨酸(4-arm poly(ethylene glycol)-b-poly(L-lysine)，PPLL)通过席夫碱反应生成共价键而快速形成PFA/PPLL可注射型水凝胶，共载二甲双胍(Metformin，ME)和5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5FU）两种小分子药物后，用于肿瘤的局部原位治疗。此原位水凝胶体系的制备不需要金属催化剂和复杂的合成过程。体外降解和药物释放的数据表明，在PFA/PPLL水凝胶中ME和5FU的释放是可控的并且呈pH依赖性。在共载ME/5FU的PFA/PPLL体系应用于小鼠结肠腺癌细胞C26细胞体外实验中，凝胶担载联合药物组具有更加显著的协同抑制细胞周期和细胞增殖作用。单次瘤旁注射载药凝胶体系治疗BALB/c小鼠皮下结肠癌模型时，同时担载ME和5FU的凝胶体系通过基于p53介导的细胞周期G1期阻滞和细胞凋亡联合作用，抑制肿瘤生长，表现出非常优良的治疗效果。因此，基于席夫碱键形成的原位载药水凝胶传输体系有望应用于结肠癌的治疗。　　2).设计了一种由纳米胶束交联的物理化学双交联的可注射水凝胶(nPCGs)，作为药物传输体系，共同传输化疗药物阿霉素(Doxorubicin，DOX)和细胞因子类蛋白药物重组人白介素-2(Interleukin-2，IL-2)及重组人干扰素-γ(Interferon-gamma，IFN-γ)，用于肿瘤的局部治疗。带负电荷的四臂聚乙二醇-b-聚谷氨酸(4-arm poly(ethylene glycol)-b-poly(L-glutamic acid，PPLG)与带正电荷的羟丙基壳聚糖(Hydroxypropyl chitosan，HPCS)/四臂聚乙二醇-b-聚赖氨酸(4-arm poly(ethyleneglycol)-b-poly(L-lysine)，PPLL)复合物(HPC S/PPLL)，先通过离子交联快速凝胶化，再通过氧化的胆固醇改性葡聚糖载药胶束与HPCS/PPLL复合物间形成席夫碱键，使得水凝胶的弹性模量显著增加(G=～13.8 kPa)，从而提高了凝胶的稳定性。这种设计能够明显降低凝胶突释，以及克服化疗药物与蛋白药物药效降低的问题。在异种移植人非小细胞肺癌A549裸鼠模型中，共同担载DOX、IL-2和IFN-γ的nPCGs药物传输体系通过调节JAK/STAT和线粒体信号通路中凋亡相关基因的表达，显示出良好的协同抗肿瘤效果。　　3).设计并制备了一种由氧化透明质酸(OHA)、聚乙二醇-聚L-赖氨酸四臂星形嵌段共聚物（Four-armed PEG-PLL）和水溶性羟丙基壳聚糖(HPCS)组成的原位复合水凝胶OHA/PLCS。该体系以具有极好生物相容性的OHA作为交联剂，分别与Four-armed PEG-PLL和HPCS之间形成席夫碱键和离子双交联，形成稳定的多糖/聚肽复合水凝胶，作为组织工程支架用于兔脂肪干细胞向成骨细胞诱导分化的实验研究。合成聚赖氨酸的引入改善了水凝胶的强度和降解性，有利于兔源脂肪干细胞(adipose-derived stem cells，ADSCs)的增殖和向成骨分化。并且，基于氧化透明质酸、改性壳聚糖和聚赖氨酸形成的复合水凝胶支架材料可实现对于ADSCs的原位包载，在高强度凝胶下，具有更强的分裂增殖能力，成骨诱导后在von Kossa和茜素红染色下可见明显的钙结节沉积。这一仿生可注射性的复合水凝胶支架体系有望应用于骨组织工程领域。