本论文从分子水平设计出细胞相容性良好的新型天然聚合物水凝胶人工细胞外基质材料,并构建出相应的可用于干细胞扩增的大孔微载体。在水溶性碳二亚胺的活化作用下,海藻酸钠的羧基与交联剂胱胺中的氨基发生酰胺化交联反应而形成水凝胶,由胱胺引入的二硫键交联结构可以在半胱氨酸等还原剂的作用下断裂形成巯基,此类水凝胶微载体具备特异的体外降解性能。即,在温和的生理条件下可通过非酶解途径降解载体材料而回收扩增后的细胞。分子链过于亲水不能有效吸附蛋白成分、缺乏细胞结合位点、不能和细胞发生特异相互作用是海藻酸盐水凝胶作为细胞载体材料应用时的主要问题。为了克服这一缺陷,本论文采用LbL技术利用聚电解质间的静电相互作用,将壳聚糖和肝素等天然生物材料固定于海藻酸盐水凝胶膜表面,从而对其进行适宜的表面改性和修饰,以增加水凝胶膜的结构稳定性和细胞黏附性。进一步利用纤连蛋白(FN)与壳聚糖的静电相互作用以及碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)与肝素的特异性亲和作用,将生长因子、纤连蛋白等生物活性物质吸附到海藻酸盐水凝胶膜表面,从而达到促进细胞黏附与增殖的目的。L929细胞实验结果显示,经多重表面修饰后的海藻酸盐水凝胶膜具有较好的细胞相容性,表面固定FN与bFGF后能够更好地促进细胞的黏附与增殖。细胞毒性结果显示,以半胱氨酸作为还原剂降解水凝胶材料后的溶出/降解物基本没有表现出细胞毒性。采用W/O悬浮交联法制备出海藻酸盐水凝胶微球,粒径统计结果证实海藻酸钠溶液的浓度越高微球的平均粒径越大,分散剂用量增多可使微球的粒径分布更加均匀。进一步结合冷冻干燥技术制备出具有一定微观形貌和孔隙结构的水凝胶大孔微载体。结果表明,此类微载体经壳聚糖修饰后具备足够的力学强度而维持其形状完整性,孔径约在20～100μm范围内,较适合扩增细胞的长入。初步探讨了L929细胞在微载体中的生长情况,结果显示,短期内细胞能在微载体孔壁上较均匀地生长增殖,由于三维结构利于营养物质的传输和代谢产物的排除,所以此类微载体上死细胞非常少。