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具有调控细胞行为和组织再生过程的活性材料是模拟人体损伤自愈合过程使受到创伤的机体组织或器官获得再生能力的关键。本论文针对目前大多数组织再生材料存在的材料生物活性和降解性不统一的问题，从仿生体内创伤自愈合机制出发，采用三种途径，设计、制备了三种降解可控的组织再生修复材料，考察了其基本性能，并对其进行了初步应用研究。
仿生细胞外基质糖缀合物材料的制备及其性能研究——首先通过均相条件下的乙酰化反应制备水溶性壳聚糖，并以该水溶性壳聚糖为主链，利用壳聚糖分子上的自由氨基引发氨基酸N-羧酸内酐(NCA)单体的开环聚合反应，合成了两种以壳聚糖为主链、侧链分别接枝聚亮氨酸和聚N<,ε>-苄氧羰基赖氨酸的类细胞外基质糖缀合物材料。材料性能研究表明，该糖肽共聚物材料在酸性介质和极性有机溶剂中具有溶胀性，在酶溶液中均能降解，并且溶胀能力和降解性能可由接枝聚合物的组成和结构来调控。
通过表面性能和乳化能力研究，表明在脱乙酰度范围的水溶性壳聚糖是具有表面活性的两亲性生物大分子。基于此研究结论以及非均相接枝共聚反应的特点，采用界面聚合原位制备了糖缀合物微球材料。利用两种壳聚糖-接枝-聚肽材料在不同介质中的溶胀行为，还分别制备了含有酸溶性蛋白和油溶性抗生素药物的载药微球。体外释放实验表明，微球对酸溶性大分子蛋白和油溶性小分子抗生素药物均能实现缓释。与目前常见的制备微球方法相比，本方法制备过程简单、条件温和，并且不需要外加入乳化剂，突破了传统的界面缩合聚合反应制备微球的局限，为仿生细胞外基质糖缀合物的设计制备及应用提供了新的途径。
仿生细胞膜结构的天然多糖基材料及其在药物缓释和无机/有机杂化材料的制备及性能研究——通过酯交换反应将甲基丙烯酸缩水甘油酯键合到葡聚糖分子中，制备了带有反应性双键的葡聚糖基衍生物并对其进行了表征。在过硫酸铵/四甲基乙二胺引发/促进体系作用下，利用自由基反应制备了葡聚糖凝胶微球。微球的溶胀性和在酶溶液中的降解性可以通过丙烯酸酯的取代程度来调节，随着丙烯酸酯取代程度的提高，葡聚糖微球的溶胀率增大，降解加快。
以牛血清白蛋白为模型蛋白药物，制备了载蛋白药物的水凝胶微球。体外释放研究表明，释放初期遵守溶胀控制机制，由于微球快速溶胀导致微球释药迅速，存在突释现象；达到溶胀平衡后，释药速率减慢，药物通过骨架扩散慢慢地释放。微球的释放速率可以通过调节葡聚糖衍生物中丙烯酸酯的取代程度来调控。
利用葡聚糖．丙烯酸酯衍生物的反应特点以及磷酸钙骨水泥的水化固化反应，采用简便的互穿网络的方法，原位制备了双固化体系的葡聚糖/磷酸钙骨水泥杂化材料，并对其进行了结构表征和性能研究。研究表明，混入葡聚糖后，复合材料的抗压强度和韧性均得到提高，当葡聚糖含量增加到一定比例时，材料体现出明显的屈服韧性。由于高分子聚多糖的加入，CPC水化产物表现出多种不同的形态。通过调节杂化物中葡聚糖含量可以控制吸水性和体积膨胀率。仿生粘性聚肽材料的制备及性能研究——从仿生的思路出发，选取贻贝粘性蛋白中对其粘性起关键作用的组份，合成了具有独特粘性的DOPA-Lys共聚肽。研究了材料的共聚组成、聚合条件和固化体系对材料粘接性能以及溶胀和降解性能的影响。根据DOPA组分的反应特点设计并研究多种固化体系，特别是模拟天然贻贝在海洋中与金属的相互作用，将Fe<3+>引入交联体系中，使聚肽的粘接强度和吸水溶胀率都得到改善。
体外粘接实验表明，DOPA-Lys共聚肽材料在猪骨和猪皮具有一定的粘接能力，但在潮湿环境中粘接强度下降很多。同时，细胞毒性研究显示，经过透析除去HBr后聚肽材料具有良好的细胞相容性；将其用作EVA的涂层材料也显示出较好的细胞亲和性。