壳聚糖,作为唯一的碱性多糖,因其生物相容性良好、可生物降解、抗菌性良好、无免疫反应等优良性能,已被广泛应用于多种组织工程领域。然而,壳聚糖不溶于水和一般有机溶剂,易溶于稀酸,因此大大限制了其在生物医学领域的应用。羟丙基壳聚糖(HPCS)作为壳聚糖的重要功能性衍生物之一,是在碱性条件下,通过环氧丙烷在C6位置上发生醚化反应得到。它不仅具有壳聚糖良好的生物相容性和降解性等优点,而且提高了壳聚糖的极性和溶解性,具有吸湿保湿性、抗菌性、吸附性、乳化性、凝胶性和表面活性等,已经应用于组织工程支架、药物缓释、食品果蔬保鲜剂、化妆品保湿剂、污水处理和疾病治疗等领域。因此,进一步充分利用羟丙基壳聚糖的优良性质,开发基于羟丙基壳聚糖的新型生物材料,并扩展其在生物医学领域的应用范围和应用潜能,具有重要的理论意义和科学价值。大豆蛋白质(SPI)是一种来源丰富、低成本、可食用和具有多种功能活性的天然高分子。作为绿色可降解的原料,大豆蛋白质具有良好的成膜性、起泡性、乳化性、水化特性等,已被广泛应用于食品、营养、包装、泡沫、生物降解塑料和纤维制品等领域。除此之外,大豆蛋白质生物相容性优良,对机体有多种有益作用,尤其是对骨骼健康、癌症预防、胰岛素敏感性、体重控制、炎症、免疫细胞活性和矿物质吸收等,而且具有促进细胞增殖和组织再生的作用。另外,大豆蛋白质作为一种植物蛋白可与其它物质共混制备得到多种类型的生物材料,如膜、海绵、凝胶、微球和纤维等。因此,开发基于大豆蛋白质的新型生物材料,进一步深入研究其在生物医学领域的应用潜能与相关机制具有重要的理论和应用价值。因此,本论文以羟丙基壳聚糖和大豆蛋白质为主要原料,本工作包括以下内容:(1)羟丙基壳聚糖/大豆蛋白质复合膜的构建及其皮肤修复功能研究:采用流延成型工艺,制备一系列环氧氯丙烷交联的羟丙基壳聚糖/大豆蛋白质复合膜;采用傅里叶红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜、吸水率和力学性能测试评价其结构和理化性能;通过MTT实验、活/死细胞实验和细胞直接接触实验评价其细胞相容性;通过溶血率测试和复钙实验评价其血液相容性;通过皮肤缺损修复实验评价其作为伤口敷料的可行性。结果表明,大豆蛋白质可以调控复合膜的吸水性能和拉伸强度,具有良好的细胞相容性和血液相容性,复合膜材料可以加快皮肤愈合的速度,具有作为伤口敷料的潜能。(2)羟丙基壳聚糖/大豆蛋白质复合水凝胶的制备及其止血功能研究:采用共混、交联、室温密封静置成型的工艺制备一系列环氧氯丙烷交联的羟丙基壳聚糖/大豆蛋白质复合水凝胶,通过傅里叶红外光谱、X-射线衍射、扫描电子显微镜、吸水率、退溶胀率、pH敏感的溶胀行为、压缩性能测试和流变性能测试等表征水凝胶的结构和理化性能;通过MTT试验、溶血率测试和凝血常规检测评价复合水凝胶的细胞相容性和体外凝血性能;通过新西兰兔肝脏止血模型探究复合水凝胶作为止血材料的潜能。结果表明,大豆蛋白质可以调控复合水凝胶的孔径大小、力学性能和成凝胶时间;并且可以通过pH值的变化调控复合水凝胶的溶胀性能;该复合水凝胶具有良好的细胞相容性和较好的凝血性能,具有作为止血材料的可能性。(3)羟丙基壳聚糖/大豆蛋白质复合海绵的构建及其理化性能和生物相容性评价:采用冷冻干燥技术制备一系列环氧氯丙烷交联的羟丙基壳聚糖/大豆蛋白质复合海绵,通过傅里叶红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜、吸水率、保水率和压缩性能测试等对复合海绵的结构和理化性能进行评价;通过细胞直接接触实验、溶血率测试和红细胞接触实验评价复合海绵的细胞相容性和血液相容性;通过CFSE增殖实验、细胞周期实验、ROS检测和qPCR实验揭示不同比例的复合海绵促进RSC96增殖的相关机制。结果表明,复合海绵具有相互贯通的孔结构、良好的力学性能、良好的细胞相容性和血液相容性以及促进RSC96增殖生长的能力,在神经组织工程领域具有潜在的应用前景。(4)羟丙基壳聚糖/大豆蛋白质复合海绵神经导管的构建及其周围神经缺损修复功能研究:根据上述工作,采用模具灌注和冷冻干燥工艺制备SPI含量为50%的羟丙基壳聚糖/大豆蛋白质复合海绵神经导管,联合BMSCs和dBMSCs,构建新型复合型神经导管,评价其对周围神经修复的效果。使用扫描电镜表征神经导管的结构;通过AM染色、免疫荧光染色、qPCR实验和Western-Blot实验对dBMSCs进行表型和功能的鉴定;通过细胞直接接触实验评价该导管的生物相容性;以SD大鼠神经缺损(10 mm)为模型,通过坐骨神经功能指数、电生理、H&E染色、免疫荧光染色和腓肠肌检测综合评价装载有BMSCs和dBMSCs的复合神经导管对受损神经的修复效果。结果表明,该类海绵导管具有相互贯通的多孔结构,有利于细胞的粘附生长;提取得到的BMSCs具有较高的纯度,dBMSCs具有雪旺细胞的表型和功能;动物实验结果表明,以dBMSCs为种子细胞的复合型神经导管具有更好的神经缺损修复功能,在周围神经组织工程领域具有潜在的应用前景。综上所述,本工作以羟丙基壳聚糖和大豆蛋白质这两种天然高分子为研究对象,深度挖掘两者的优异性能,成功制备了一系列不同形态的羟丙基壳聚糖/大豆蛋白质复合膜、复合水凝胶和复合海绵。通过化学和物理的方法对三者的结构和理化性能进行表征;通过细胞和血液相关实验系统地评价了三者的细胞相容性和血液相容性,验证它们具有良好的生物相容性;通过对不同形态材料的结构、吸水保湿性能、力学性能等的综合考量,将三者分别应用于皮肤全层缺损实验、肝脏止血实验和周围神经缺损修复实验,通过相应指标的系统评价,表明三者分别在皮肤敷料、止血材料和神经导管方面具有潜在的应用前景,初步分析其皮肤修复、止血和神经修复的相关机制,为扩展羟丙基壳聚糖基生物材料在生物医学领域的应用提供实验支撑,也为组织工程新型生物材料的开发和设计提供理论依据。