研究背景:人工关节置换是治疗人终末期关节疾病的主要方法。并且随着人口老龄化的加剧与人们健康意识的提高,人们对关节置换的需求也将来越多。然而,植入物松动依然是困扰骨科医生的难题。为此,骨粘合剂常用于加强人工关节与宿主骨之间的固定。但是目前临床常用的骨粘合剂仍存在着细胞毒性、成骨能力差以及合成放热导致周围组织坏死等问题。并且,无法应对植入物周围感染的问题。针对这种情况,本研究拟制备一种新型粘附性水凝胶用于加强植入物与宿主骨之间的固定。本研究以聚乙烯亚胺（Polyethyleneimine,PEI）与聚丙烯酸（Polyacrylic acid,PAA）作为凝胶体系。PEI是一种富含大量氨基的聚合物,常被用作RNA等生物分子的递送载体。PAA具有大量羧基,有着良好的亲水性。并且PAA的生物相容性好,可作为骨基质中非胶原蛋白的类似物。PEI与PAA可以通过静电相互作用在几秒钟内形成水凝胶,在潮湿环境中表现出较强的粘合能力。此外,羟基磷灰石（Hydroxyapatite,HA）作为骨的主要无机成分被广泛用于诱导骨再生的研究中,有望赋予PEI/PAA水凝胶良好的成骨诱导能力。万古霉素（Vancomycin,VAN）是骨科常用来预防感染的抗生素。VAN的搭载有望为PEI/PAA水凝胶带来良好的抗菌效果。研究目的:制备强粘附性PEI/PAA-HA-VAN水凝胶,并测试其在骨与钛合金之间的粘合性能。探讨其体外生物相容性、成骨性能与抗感染能力。研究方法:通过将含有不同浓度HA的PEI-HA悬液与PAA溶液共混制备PEI/PAA-HA水凝胶,然后通过静电吸附作用搭载VAN。首先,我们使用扫描电子显微镜、热失重分析仪、傅里叶红外光谱对水凝胶的理化性质进行了表征;然后,我们研究了水凝胶在骨与钛合金表面的粘合能力。生物相容性验证方面,我们进行了活死细胞染色、细胞黏附与细胞增殖实验。通过检测成骨相关基因表达、碱性磷酸酶染色、茜素红染色实验评估了水凝胶的成骨诱导能力。最后,对VAN的释放动力学进行了分析。并通过细菌电镜、抑菌环实验、细菌生长曲线以及平板涂布实验验证了水凝胶的抗菌性能。研究结果:本研究将HA与VAN掺入PEI/PAA水凝胶中,通过简单的物理交联成功制备了PEI/PAA-HA-VAN水凝胶。在体外粘合实验中,PEI/PAA-10%HA水凝胶在钛合金与钛合金以及骨与钛合金之间的粘合强度分别达到了2.30±0.1 MPa与1.00±0.07 MPa。细胞实验证实此水凝胶具有良好的生物相容性。成骨相关基因测试、碱性磷酸酶染色及茜素红染色结果表明,HA的添加可以提高水凝胶的成骨诱导能力。并且,体外抗菌实验结果表明,搭载VAN的水凝胶可以有效抑制金黄色葡萄球菌（S.aureus）的生长。研究结论:本研究通过物理交联方法制备了多功能PEI/PAA-HA-VAN水凝胶。该水凝胶具有很强的粘合强度、骨诱导性能及抗菌能力。在增强假体与宿主骨之间的固定,防止感染发生,展示出良好的应用前景。