瓶刷状聚合物是一种高度支化的大分子，由于其特殊的分子结构，具有独特的性能。在生物体内存在天然的瓶刷状聚合物-蛋白多糖，它在软骨细胞外基质及肺气道粘液中大量存在。瓶刷状的蛋白多糖对软骨的应力吸收及润滑作用和肺气道纤毛的清洁功能具有关键的作用，引起了研究者对瓶刷状聚合物的设计及合成的兴趣。本论文是以软骨中蛋白多糖的大分子结构为基础开展研究的。选用壳聚糖、聚乙二醇单甲醚、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）这三种具有良好生物相容性的材料为基础材料，采用主客体自组装和自由基溶液共聚的方法，制备了两种具有瓶刷状结构的聚合物，并将这两种瓶刷状聚合物与胶原复合制备了半互穿网络结构凝胶。首先，通过环糊精单醛与壳聚糖链上氨基的醛胺缩合反应制备了环糊精含量分别为4.89%和0.8%的β-环糊精-壳聚糖主体聚合物（β-CD-CHIT）；采用酯化反应将金刚烷基团引入到聚乙二醇单甲醚分子链上，制备了金刚烷聚乙二醇单甲酯客体聚合物（ADA-mPEG）。在溶液状态下进行主客体组装，通过β-环糊精与金刚烷的特定包结络合作用，使聚乙二醇链连接到壳聚糖上，形成瓶刷状的亲水性大分子,即组装物ADA-mPEG/β-CD-CHIT。采用红外光谱法、核磁氢谱法对主体聚合物、客体聚合物、组装物的结构进行了表征；采用凝胶渗透色谱法测定了β-CD-CHIT的分子量。在上述研究基础上，采用紫外光谱、纳米粒度zeta电位仪（Malvern ZetaszierNano-ZS）、石英微晶天平等手段对主客体自组装过程进行了详细研究。采用紫外光谱法研究了组装前后溶液的紫外光谱的变化，并对组装过程中紫外光谱的变化进行了实时观测。采用Malvern Zetaszier Nano-ZS测定了组装溶液中的粒子的粒径大小分布，研究了组装时间、温度、竞争主体分子对组装的影响。结果表明，组装前后粒径的分布会发生很大的变化，当组装超过一定时间后，溶液中粒子粒径分布基本稳定；温度的升高及竞争主体分子的加入均对主客体自组装产生重要的影响。结果表明，温度升高至60℃时，组装物完全解体；竞争主体分子的加入会部分破坏组装物的结构。采用石英微晶天平研究了组装过程，结果表明，当通入客体聚合物溶液后，频率会逐渐减小，耗散逐渐增大，并出现拐点，此时耗散突然急剧增加，说明发生了主客体自组装，膜表面构象发生了变化。采用原子力显微镜在湿态下观测组装溶液中粒子的形貌，结果表明，粒子呈圆形，直径大小为300nm左右，与Malvern Zetaszier Nano-ZS测定的结果是一致的。本文第四章中，采用自由基水溶液聚合的方法，以过硫酸钾为引发剂，合成了含有阴离子刷状共聚物P（mPEG-AC-co-AMPS），由红外光谱和核磁氢谱证实了大分子单体和共聚物的生成。采用凝胶色谱法研究了引发剂浓度、单体比例对共聚物分子量的影响。利用含有阴离子的聚电解质可以与带有相反电荷的表面活性剂形成聚电解质-表面活性剂复合物的原理，采用电导率滴定法测定共聚物中磺酸根离子的含量，详细分析了单体比例等因素对最终共聚物组成的影响。采用DSC对共聚物的热性能进行了研究，结果说明该共聚物中不存在两种反应单体的均聚物，且共聚物中mPEG组分含量的增加，将会使共聚物的玻璃化转变温度降低。最后，以EDC/NHS为交联剂，制备了两种胶原基半互穿网络结构凝胶：胶原/P（mPEG-AC-co-NaAMPS）和胶原/组装物ADA-mPEG/β-CD-CHIT凝胶。以蒸馏水为溶胀溶剂，研究不同配比胶原/P（mPEG-AC-co-NaAMPS）得到的凝胶的溶胀性能，结果显示该凝胶具有良好的溶胀性，在30min左右达到平衡。测定了不同pH下凝胶的溶胀比，结果表明所制备的胶原基半互穿网络结构凝胶具有明显的pH敏感性，其pH敏感性来源于凝胶结构中的-NH₂、-COOH和SO₃^-。采用扫描电镜观察了凝胶样品断面的形貌，结果表明在两种半互穿网络结构凝胶中，存在相互贯通的孔洞结构。