组织工程是一个跨学科研究领域,结合细胞生物学、生物材料工程和医学技术,以解决受损的组织/器官修复、再生和置换的问题。组织工程支架可支持细胞生长、增殖和分化,是组织工程中的重要组成部分。壳聚糖是天然存在的唯一聚阳离子碱性多糖,其结构与细胞外基质的糖胺聚糖相似,是构建组织工程支架的理想候选者。然而,壳聚糖的溶解性较差,极大地限制了其在组织工程领域的应用。因此,需要对壳聚糖进行化学改性,提高其水溶性,赋予其促细胞增殖、抗菌、粘附、导电功能,然后构建多功能生物医用材料,用于伤口组织和神经组织的修复。进一步拓展壳聚糖材料的应用范围。本工作创新点主要包括以下几点:（1）合成并制备了具有广谱抗菌活性和抗氧化性能的胸腺嘧啶改性壳聚糖衍生物（TC）及其海绵,系统研究了海绵对伤口的修复效果。（2）首次合成了具有促细胞增殖活性的腺嘌呤改性壳聚糖衍生物（AC）,制备具有自修复和可注射性能的水凝胶,探究其在伤口修复领域的应用。（3）合成了苯硼酸改性的羟丙基壳聚糖和聚多巴胺改性的碳纳米管,然后制备了具有导电和光热效应的自修复水凝胶,系统研究了其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染伤口的治疗效果。（4）制备了一种新型的双层复合导管,导管外层为壳聚糖,内层为负载7,8-二羟基黄酮（7,8-DHF）的自修复导电水凝胶,系统研究了复合导管对大鼠坐骨神经的修复性能。本论文的主要研究内容和结论包括以下几个部分:通过壳聚糖氨基与羧基化胸腺嘧啶羧基之间的酰胺化反应,合成了一系列取代度（DS）为0.23-0.62的水溶性胸腺嘧啶改性的壳聚糖衍生物（TC）,然后采用冷冻干燥法制备了高孔隙率的多孔海绵。TC衍生物对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌和耐药菌具有广谱抗菌活性。TC衍生物的抗氧化和抗菌性能随DS的增加而增加,并具有良好的血液相容性和细胞相容性。在全层皮肤缺损模型中,TC海绵可作为创面敷料,显著加速创面愈合过程,降低伤口炎性细胞数量,加速上皮组织再生、胶原沉积,提高新生血管的形成速度。这种新型的壳聚糖衍生物在伤口敷料领域具有临床应用潜力。在水溶液中合成了一系列腺嘌呤改性的壳聚糖衍生物（AC）,并通过简单的加热/冷却方法制备了一种新型物理交联AC水凝胶。AC衍生物具有良好的生物相容性,可通过缩短G1期和提高DNA复制效率来促进伤口细胞的增殖。AC水凝胶具有含水率高、溶胀率低、机械性能可调、自愈合性和可注射性等优点。此外,水凝胶还具有良好的血液相容性、抗菌活性和止血性能。体内实验证明,水凝胶可通过减轻炎症细胞浸润,促进新生血管形成,加速胶原沉积,促进上皮组织再生,显著促进伤口的愈合。因此,这种新型AC水凝胶作为创面敷料具有应用前景。以壳聚糖为原料合成了苯硼酸改性羟丙基壳聚糖衍生物（PHPC）,并通过聚多巴胺表面改性碳纳米管（CNTs-PDA）,进而制备了物理交联的PHPC和PHPC-CNT复合水凝胶。该水凝胶具有溶胀率低、机械性能可调、自愈合、可注射和快速的形状适应等优点。此外,PHPC和PHPC-CNT复合水凝胶还展示出优异的粘附性能,良好的生物相容性、血液相容性、光热抗菌活性和止血性能。水凝胶可作为应变传感器实时监测人体的运动。体内实验表明,该水凝胶对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染的伤口具有良好的修复作用,对伤口的治疗效果优于商品化敷料(Tegaderm TM Film);可通过调节炎症反应、加速胶原沉积、促进肉芽组织形成、加速血管化等作用,显著促进全层皮肤创面愈合。通过电沉积法制备壳聚糖导管,然后利用接枝共聚反应合成聚苯胺改性的羧甲基壳聚糖（CMC-PANI）。通过酯化反应合成醛基改性的普朗尼克（F127-CHO）,F127-CHO在水中可自组装形成胶束用于负载DHF,显著提高DHF在水中的分散性,并可作为交联剂与CMC-PANI的氨基通过席夫碱反应制备物理（疏水相互作用）-化学双交联水凝胶（CP/F）。CP/F具有优异的导电性、可注射、自修复性能。将水凝胶注入壳聚糖导管中,制备出双层复合水凝胶神经导管。复合导管具有优异的生物相容性、血液相容性和抗氧化性能。负载DHF的双层导管可显著促进雪旺细胞的增殖。体内实验表明,负载DHF的双层复合神经导管（D-CS-CP4/F8-c）可促进坐骨神经再生,其效果与自体移植相当,在神经修复领域具有广阔的应用前景。本工作合成了一系列新型壳聚糖衍生物,构建具有抗菌、止血、抗氧化、导电和粘附性能的生物医用材料,并将其用于伤口和坐骨神经修复,极大地拓展了壳聚糖的应用范围,具有学术价值和临床应用潜力。