在生物医学领域，生物相容性是生物材料应用的关键因素之一。生物相容性是指材料在生物体内能够与生物组织或体液相互作用而不引起不良反应的能力。明胶和透明质酸作为两种常见的生物材料，因其良好的生物相容性和生物可降解性，被应用于组织工程、药物递送和生物传感等领域。然而，天然明胶和透明质酸在某些应用中仍存在一些局限性，如机械性能不足、稳定性差等。因此，通过化学改性提高其性能成为研究的热点。甲基丙烯酰化改性是一种常见的化学改性方法，通过引入甲基丙烯酰基团，赋予材料光交联能力和更好的机械性能，同时保持其生物相容性。

甲基丙烯酰化改性的分子机制与生物相容性基础

1. 改性原理与结构特征

甲基丙烯酰化改性通过将甲基丙烯酸酐（MA）与明胶的氨基、透明质酸的羟基或羧基发生酯化/酰胺化反应，引入双键基团（-C=C-）。例如：

GelMA：明胶分子中的赖氨酸残基与MA反应，形成甲基丙烯酰化明胶，保留RGD细胞黏附序列（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸），同时赋予光交联能力。

HAMA：透明质酸的羧基或羟基与MA反应，生成甲基丙烯酰化透明质酸，保留其保湿性和糖胺聚糖结构。

2. 生物相容性的核心要素

生物相容性包括细胞Poison 性、免疫原性及降解产物安全性。甲基丙烯酰化改性需满足：

低免疫原性：改性后材料需保留天然高分子的生物惰性。

可控降解性：改性材料需在体内通过酶解或水解逐步降解。HAMA的降解速率可通过交联密度调节，适应不同组织修复周期。

甲基丙烯酰化改性对生物相容性的双重调控

1. 细胞黏附与增殖的促进

GelMA：RGD序列通过整合素受体介导细胞黏附，改性后光固化网络为细胞提供三维生长空间。

HAMA：透明质酸的CD44受体结合特性促进干细胞迁移。

2. 生物信号传导的优化

导电性整合：通过掺杂氧化石墨烯（GO）或聚吡咯（PPy），GelMA/HAMA复合水凝胶的电导率良好。

生长因子缓释：HAMA的羧基可共价结合骨形态发生蛋白（BMP-2）持续释放，成骨细胞分化标志物（ALP、Runx2）表达量增加。

甲基丙烯酰化改性对明胶和透明质酸生物相容性的影响，通过实验和理论分析相结合的方法，详细探讨了改性前后材料的分子结构、表面性质、细胞相容性和体内生物相容性。甲基丙烯酰化改性能够提高明胶和透明质酸的生物相容性，具体表现为：

分子结构：通过化学改性成功引入了甲基丙烯酰基团，且保留了原始材料的特征官能团。

表面性质：改性后的材料表面亲水性提高，表面更加光滑，有助于提高其生物相容性。

细胞相容性：改性后的材料对细胞的增殖无抑制作用，细胞形态良好，生长状态更好。

体内生物相容性：改性后的材料在生物体内能够更好地与组织相互作用，减少不良反应，促进组织修复。