水凝胶是一类由亲水聚合物交联所得的三维网状高分子物质,具有高含水量、可调的理化和生物性质、良好的生物相容性、以及与细胞外基质（ECM）相似等优点,在生命科学领域有着广阔的应用前景。目前,水凝胶主要应用于组织工程支架、药物精准递送、类器官体外培养、高通量药物筛选、干细胞移植治疗、医用可穿戴智能设备等领域。人们从原料单体、分子骨架交联方式、微纳组装结构、表界面功能因子修饰等多角度出发对水凝胶进行改性,以实现抗炎、抗氧化、组织黏附与抗黏附、杀菌抗感染、局部环境稳态调节等多种功能,使水凝胶在模拟局部微环境的同时,与细胞、组织、个体具有更好的适配性。基于对水凝胶多种特性的综合考量,我们选择皮肤软组织创面修复作为研究对象,针对临床常用皮肤敷料中所存在的共性问题设计并制备了一系列功能性水凝胶敷料,并对其治疗效果进行了初步研究。具体研究内容如下:第二章中,我们合成了组装态水凝胶微球多孔支架用于负载脂肪来源的干细胞（ADSCs）,所合成的多孔水凝胶支架具有高效的细胞负载效率,并可以长时维持所负载的ADSCs良好的细胞活力。首先制备了硫醇化明胶和降冰片烯化透明质酸,以点击化学为成胶机理,通过液滴微流体技术加工成尺寸可控,粒径均一的水凝胶微球。这种水凝胶微球具有剪切变稀的性质,可通过内径为29 G的针头挤压排出,能良好的填充局部缺损区域,且不会形成组织压迫或空腔。通过二次光照引发组装制备多孔水凝胶支架结构,保证组装水凝胶微球孔隙的稳定分布,利用多孔结构的通透性维持高效的组织循环渗透率,使所负载的ADSCs保持良好的细胞活力。将载有ADSCs的多孔支架用于皮肤损伤修复中,所负载的ADSCs分泌的细胞因子具有促进血管再生、胶原定向沉积、减轻瘢痕、促进皮肤附属组织形成等作用,对皮肤缺损和烧伤具有良好的实验效果。第三章中,我们合成了一种双网络生物多功能水凝胶,它具有抗感染、止血、低溶胀率、高组织黏附力等多种功能。首先合成了邻苯二酚修饰的壳聚糖和醛基化的葡聚糖,并向其中掺杂氧化镁纳米粒子（Mg O）,以席夫碱、Mg O-儿茶酚双化学键原位交联为成胶机理,制备了双网络可注射自修复水凝胶（CCOD-Mg O）。相较于传统儿茶酚络合方案,Mg O与儿茶酚的络合方式具有更高的生物安全性和更快的络合速率,同时所制备的双网络水凝胶成胶时间更短,机械性能更好。CCOD-Mg O具有优异的组织黏附力和止血效果,长时黏附力可达35 k Pa,小鼠肝脏出血模型下CCOD-Mg O组的出血量仅为19±3 mg。同时在儿茶酚、氨基与Mg O的辅助作用下,CCOD-Mg O可以有效遏制S.aureus和E.coli的滋生。动物实验表明所制备的水凝胶敷料在皮肤损伤初期隔绝感染,抑制创口细菌滋生,改善局部微环境,为细胞迁移和分化提供支撑,可以显著促进全层皮肤缺损和深Ⅱ度皮肤烧伤的修复。第四章中,我们合成了一种术中即时局部缓释CO和NO双气体的生物多功能凝胶（DCDM）,用于皮瓣移植术后的血运开放。该水凝胶以邻苯二酚修饰的壳聚糖和醛基化的葡聚糖为主体结构,向其内部掺杂了载有4-甲氨基吡啶（4-MAP,可逆结合NO气体分子延长NO的缓释周期）的纳米明胶微球。DCDM在给药一小时内可突释CO气体分子,有效缓解移植组织早期缺血再灌注损伤（IRI）,也代偿了NO气体分子舒张血管的功能,避免了NO浓度过高带来的血流不畅等副作用。DCDM可局部低剂量缓释NO气体分子,避免了全身给药所带来的短期血压升高、心脏负荷增大等其他全身毒副作用。我们以大鼠皮瓣IRI模型和颈部动静脉血管吻合模型为研究对象对DCDM功能进行验证,结果证实应用DCDM的皮瓣存活面积较对照组增加了33.50%,同时DCDM可维持术后血管舒张效应长达7天以上。基因组学测序和相关信号通路分析结果得出,DCDM可能通过抑制炎症因子表达、加速血管新生和修复损伤神经来提高移植组织的存活率和促进远期功能的重建,并有望拓展应用于大面积软组织缺损和多种器官移植领域。