由物理创伤或疾病造成的关节软骨损伤是导致全球千百万人关节疼痛和残疾的原因。但是软骨组织具有很独特的构造,使得现有的治疗办法无法根治较大面积软骨缺损。软骨组织工程的深入研究,使完全修复软骨损伤成为了可能。支架材料为软骨组织工程的关键,运用性能优良的支架材料可以获得较好的修复效果。水凝胶具有类似天然软骨的成分和结构,无疑是软骨修复的理想支架材料。因此,研究出新型优良性能水凝胶用于软骨组织工程具有重大意义。可注射水凝胶和3D打印水凝胶各具有独特的优势而被广泛研究。本研究以半乳甘露聚糖为原料,分别制备了可注射光交联水凝胶和可用作3D打印水凝胶的生物墨水,并从材料学和生物学两个角度对其进行了表征。从半乳甘露聚糖本身性质出发,直接通过化学接枝制备出不同改性程度甲基丙烯酸酯半乳甘露聚糖（GM-MA）,按照改性程度由低到高依次命名为GM-MA-1、GM-MA-2和GM-MA-3,并通过FTIR证实了改性的成功。随后制备了光交联的GM-MA水凝胶,通过溶胀、流变、力学性能等材料学表征,综合评估了GM-MA水凝胶的基本性能。测试结果表明,在d H2O中,GM-MA水凝胶能够维持较好的形态,具有较高溶胀率;此外,GM-MA-1、GM-MA-2和GM-MA-3水凝胶均表现出弹性特性,但GM-MA-1水凝胶更接近于粘性材料;在压力作用下GM-MA-1、GM-MA-2和GM-MA-3水凝胶均表现出弹性材料行为,GM-MA-2水凝胶的压缩强度最佳,为86.1±8.7 k Pa。将软骨细胞原位复合在GM-MA水凝胶中,进行一段时间共培养后,对其进行FDA活细胞染色,结果表明软骨细胞形态良好,GM-MA水凝胶对软骨细胞无明显毒性作用;HE和SO染色结果表明,水凝胶/细胞复合物经体外长期培养后形成了软骨组织经典的陷窝结构,证明GM-MA有望作为可注射水凝胶用于软骨组织工程。通过两步法改性GM得到甲基丙烯酸酯氧化半乳甘露聚糖（Ox GM-MA）,并通过FTIR证实了改性成功。双重改性大大改善了GM的溶解度和粘度。进一步制备了不同浓度Ox GM-MA光交联前驱体溶液及水凝胶,按照溶质从低到高依次命名为Ox GM-MA-2、Ox GM-MA-4和Ox GM-MA-6。从SEM和孔隙率结果得知,水凝胶的孔隙率均在70%以上,孔径大小为100-200μm。溶胀、流变、力学性能测试结果表明,水凝胶在水溶液中具有足够的稳定性和较高的溶胀率;水凝胶呈现出粘弹性行为,具有很好的弹性;水凝胶的压缩强度分别为12.8±1.4 k Pa,52.3±6.7 k Pa和85.2±12.4 k Pa,具有较好的力学性能。初步的原位培养结果表明,在第1、3和7天的FDA染色结果并无显著性差异,说明水凝胶无明显细胞毒性,具有较好的生物相容性。综合考量之后,选择了质量浓度为4%的Ox GM-MA前驱体溶液用作生物墨水。通过材料打印初步探索了4%的Ox GM-MA墨水的打印参数,通过不断调整,成功打印出轮廓完好的水凝胶支架。在此基础上,制备了Ox GM-MA的生物墨水,其中的软骨细胞密度为1.2×10~7个/cm~3,并加入了0.03%（w/v）的柠檬黄,继续微调参数后,成功打印出轮廓完好的含软骨细胞水凝胶。对该水凝胶进行培养后,用FDA活细胞染色表征软骨细胞在3D打印水凝胶中的存活状况,结果发现经过培养的水凝胶在第3、5天FDA染色结果中,软骨细胞不仅存活良好,还出现软骨细胞表型和细胞团,这说明Ox GM-MA生物墨水在软骨组织工程领域具有大的临床应用前景。本研究制备出的可注射光交联GM-MA水凝胶和Ox GM-MA生物墨水,均可制备出性能优良的水凝胶支架,拓展了软骨组织工程用水凝胶的研究,有望在软骨组织工程应用中发挥作用。