随着老龄化的加剧和运动创伤的增加,软骨损伤在临床上愈发常见。然而因为软骨自身特殊的结构和致密的细胞外基质,其自修复能力非常有限。目前临床上应用于治疗软骨损伤的各种方法包括微骨折术、自体/异体软骨移植、自体/异体软骨细胞移植等,都存在着一些不足。软骨组织工程被认为是修复软骨损伤的最具潜力的方法之一。目前已有许多生物材料被研发用作软骨组织工程支架,其中可注射水凝胶支架因其可微创移植、匹配不规则缺损和便于包载药物、细胞的特点,在软骨组织工程领域得到了广泛的关注。本论文通过将3-羧基苯硼酸接枝到透明质酸上,以苯硼酸酯为基础,设计了多种可注射透明质酸基水凝胶,并通过双交联的形式提高水凝胶的力学性能,使其作为软骨组织工程支架能够更好的满足软骨再生修复需求。首先我们制备了两种透明质酸衍生物,分别是苯硼酸和呋喃根改性的透明质酸、多巴胺和呋喃根改性的透明质酸。通过两者溶液的简单共混,可在生理条件下形成单交联水凝胶,进一步通过加入马来酰亚胺封端的四臂聚乙二醇与呋喃根反应,得到双交联水凝胶。本研究对制备的单交联水凝胶和双交联水凝胶的性能等进行了表征,结果表明:通过酰胺化反应成功地将呋喃基团和多巴胺基团、呋喃基团和苯硼酸基团分别修饰到透明质酸主链上,得到两种改性产物HA-Furan-DA和HA-Furan-PBA。利用HA-Furan-DA和HA-Furan-PBA制备的SC水凝胶具有p H敏感性,在酸性条件下解离,在碱性环境下成胶,动态可逆的苯硼酸酯赋予了SC水凝胶自愈合性能和可注射性;多巴胺的引入使水凝胶具有较好的粘附性能,使得该水凝胶与软骨组织可形成良好的界面结合;合成的DC水凝胶具有良好的力学性能;在不同p H下表现出不同的溶胀率,但压缩模量并无明显差别,具有苯硼酸基团的DC水凝胶具有更好的抗酶促降解性。体外细胞实验表明:DC水凝胶具有良好的生物相容性,可维持ATDC-5存活并促进其增殖。综上,采用苯硼酸-儿茶酚/DA反应的双交联方法可成功制备具有可注射性、粘附性、抗降解性和一定力学性能的多功能水凝胶。其次,在保证多功能性的基础上,对前期制备的多功能水凝胶进行了方案上的进一步优化。将乙烯基和苯硼酸基团修饰到透明质酸主链上,在培养基的介导下苯硼酸与透明质酸形成自交联水凝胶,之后通过光交联将巯基封端的四臂PEG与乙烯基进行反应,得到双交联的可注射透明质酸基水凝胶。本研究成功地将乙烯基和苯硼酸基团修饰到了透明质酸主链上,得到改性产物HA-MA-PBA,两基团取代度为DS(MA)=21%,DS(PBA)=15.8%;由于培养基中存在多种碱性氨基酸,其生理条件下可稳定带负电的苯硼酸酯,促使苯硼酸和透明质酸交联形成单交联水凝胶,而且动态可逆的苯硼酸酯赋予了水凝胶自愈合性能和可注射性;DC水凝胶对于生物组织具有一定的粘附性。此外,还通过光交联的方式制备了双交联水凝胶,探讨了巯基-烯与双键间光交联的成胶时间及水凝胶力学性能的区别,制备得到的DC水凝胶均具有良好的生物相容性,可促进BMSCs的增殖。最后以光交联的形式,通过超疏水表面制备不同尺寸的微凝胶,在培养基的介导下实现微凝胶自组装,并研究了自组装水凝胶的可注射性。超疏水表面制备微凝胶的方式具备普适性,便于改变水凝胶的原材料和包裹多种细胞。综上所述,本论文以透明质酸作为支架的基础材料,将3-羧基苯硼酸接枝到透明质酸上,以苯硼酸酯为基础,设计了多种可注射透明质酸基水凝胶,在赋予水凝胶自愈合性能和粘附性的基础上,通过双交联的形式提高水凝胶的力学性能,这些水凝胶可作为软骨组织工程支架用于软骨再生修复。