在细胞培养前期，如何调控细胞在支架材料上的粘附对于细胞后期的分裂、增殖、迁移及分化都有重要影响。因此设计合成一类对细胞粘附可控的支架材料是细胞培养研究中的关键。　　小分子水凝胶作为一类新型细胞培养支架材料，无论在材料可设计性，环境响应性，还是生物相容性等方面都表现出了传统高分子生物材料不具备的优势，在细胞培养，组织工程，创伤愈合等方面有着广阔应用前景。但是由于目前对小分子水凝胶因子结构设计、制备及分子间协同作用等机理等关键科学问题研究还不够深入，因此还存在凝胶因子发现具有偶然性，自组装效率及对外界刺激敏感响应度不高等问题。　　针对以上问题，我们从小分子凝胶因子组装机理出发，设计合成了一类以环己烷或苯环为中心核，1、4对位中间层嫁接氨基酸，外层可修饰多种官能团的C2小分子凝胶因子。由于分子的高度对称性及亲疏水区域的间隔排列，使C2凝胶因子可以在水相溶液中高度分散，避免了分子在自组装前的团聚，提高了自组装效率，增强了自组装过程的可控性。其次，该类分子形成水凝胶的pKa与单分子的本征pKa极为接近,凝胶体系对外场刺激有敏感的智能响应。此外，嫁接不同的功能基团在单分子骨架外层，可以赋予自组装所形成的纳米纤维不同的界面性能，得到具有多功能的细胞培养支架材料。在此基础上，详细研究了利用凝胶形貌，化学成分、界面浸润性等调控细胞在二维及三维环境中的粘附行为。论文包含以下四个部分：　　1．C2小分子水凝胶体系的设计制备及在二维细胞脱附中的应用　　1）设计合成了一系列结构高度对称，自组装效率高，对外界刺激敏感响应的C2氨基酸类小分子水凝胶因子。　　2）研究了pH改变对凝胶宏观力学性能及微观纤维结构的影响，提出了通过调控环境pH值控制凝胶组装结构。　　3）利用C2凝胶纤维结构对环境pH值敏感响应的特点，实现了通过微弱调节培养液pH值，引起纤维结构解体，达到促使粘附其上的细胞逐渐脱附的目的。开辟了不使用胰酶，仅调节培养液pH值使细胞脱附的方法。　　2. C2组装纤维界面浸润性对细胞三维粘附的调控　　1）利用C2凝胶因子对溶剂极性敏感响应的特点，通过将凝胶因子的DMSO溶液与细胞培液混合，构建了三维凝胶网络支架，实现了体外细胞三维培养。　　2）通过调节 C2凝胶因子末端官能团性能，嫁接不同链长的乙二醇分子，可以实现对组装纤维界面浸润性的调控。　　3）通过构建界面浸润性不同的三维凝胶网络，实现了通过浸润性调控细胞粘附和增殖。具有不同界面浸润性的纤维表面对细胞培液中蛋白质的吸附速率及吸附总量不一样。吸附在纤维表面的蛋白质在细胞粘附到材料过程中起到了介导作用，纤维表面吸附的蛋白质越多，细胞膜蛋白与这些促细胞粘附蛋白相互作用几率越大，细胞粘附到纤维支架上的数量越多和后期得到的细胞增殖量也就越多。　　3.利用促细胞粘附多肽RGD调控细胞三维粘附　　1）在C2凝胶因子末端共价嫁接促细胞粘附多肽RGD，通过凝胶因子高效共组装，实现了RGD在凝胶多维结构中的固定。　　2）利用促细胞粘附多肽RGD修饰凝胶纤维，实现了通过RGD-整联素特异性结合来调控细胞粘附和增殖的目的。RGD可以特异性和整联素受体结合，成为细胞粘附的主要位点，在细胞培养初期快速提高细胞在纤维上的粘附，且细胞粘附数量随RGD引入量的增加而增多。　　4.利用生物素-亲和素特异性结合调控细胞三维粘附　　1）在C2凝胶因子末端共价嫁接生物素，通过凝胶因子高效共组装，实现生物素对凝胶纤维的界面修饰。　　2）利用细胞表面亲和素与纤维表面生物素间特异性结合，在细胞三维培养初期可以使细胞快速粘附到纤维支架上，避免了细胞因游离在培养液中造成的失巢凋亡。　　3）由于细胞表面嫁接亲和素具有普适性，因此该方法利用生物素-亲和素特异性结合来提高细胞粘附可以应用于大部分细胞。这为三维细胞培养中调节细胞与支架相互作用及细胞粘附和生长密度提供了新的思路，同时也为避免三维培养中细胞因粘附速率慢造成的失巢凋亡提供了新的解决办法。