本项目采用聚阴离子多糖海藻酸钠、聚阳离子多糖壳聚糖及聚赖氨酸制备的多糖水凝胶为研究体系，首先建立了同步辐射XRD原位表征多糖水凝胶空间结构等方法，建立了γ-射线照射制备窄分子量分布多糖高分子材料的方法及工艺；进而考察了水凝胶制备工艺条件、PEG接枝修饰、细胞包埋对水凝胶中多晶结构、机械强度和通透性的影响，以及水凝胶空间结构对细胞分布、形态、生长、代谢的影响。发现：海藻酸钠化学组成、多糖复合时间、反应液浓度及比例是影响多糖水凝胶多晶结构、机械强度、通透性的关键因素，通过调控上述条件可实现对多糖水凝胶结构及机械强度、通透性的有效控制；MPEG既可修饰在多糖水凝胶表面又能扩散修饰在水凝胶3D网状结构内部，富集在表面的MPEG链具有更好抗蛋白吸附的效果；基质强度高的水凝胶可限制细胞的聚集；通透性高的水凝胶内细胞的增殖、代谢能力较高，表明水凝胶通过其强度特性及通透性影响了细胞的形态、生长及代谢。本研究结果为认识生命组织的结构与功能、指导水凝胶材料修饰改性、建立水凝胶仿生载体制备工艺等提供了实验依据，将促进天然多糖类水凝胶在生物医学领域的应用。