海藻酸钠来源广,安全无毒,具有较好的生物相容性和可降解性等,在生物医用领域有较好的应用,但其较差的力学性能限制了其发展。纳米纤维具有优越的机械性能如高强度、高模量等,作为增强材料在能源、服装、医疗、环保等诸多领域有较好的应用,但是纳米纤维增强复合材料的宏量化制备困难,且纳米纤维增强复合材料的增强机理尚不完全清楚。本文通过超声波辅助分散和冷冻干燥制得可长久保存的PVA-co-PE纳米纤维粉体,再与抗菌药物、海藻酸钠通过简单机械搅拌的方法得到混合液,最后制备了二维膜结构和三维多孔结构的PVA-co-PE纳米纤维增强基海藻酸钠复合材料。通过SEM、FTIR、TG等测试方法表征了复合材料的基本物理化学结构;通过拉伸和压缩实验对复合材料的力学性能进行了表征。最后,通过测定复合水凝胶的药物释放动力学、抗菌性能和细胞相容性,用以评价复合水凝胶在生物医用材料的领域的应用前景。复合材料的机械强度、弹性和热稳定性皆展现出了其对纳米纤维浓度依赖的增强规律。PVA-co-PE纳米纤维在复合材料中分布较均匀,纳米纤维与海藻酸钠高分子链通过氢键作用可以提高复合材料的机械性能和热稳定性。纳米纤维对复合材料力学性能的具体影响如下:(1)对于二维膜结构:随纳米纤维浓度的提高,干态和湿态复合薄膜的拉伸强度先增加再减少,断裂伸长率先升高后降低。干态复合薄膜的拉伸强度最高为12.84 MPa,相对提高了9.83%;断裂伸长率最大为9.66%,相对提高了390.35%。湿态复合薄膜的拉伸强度最大为8.67 MPa,相对提高了36.53%;断裂伸长率最大为63.34%,相对提高了4.67%(2)对于三维多孔结构:随纳米纤维浓度的提高,复合水凝胶的拉伸强度先增加再减少,断裂伸长率先升高后保持不变。复合水凝胶的拉伸强度最高为0.76 MPa,相对提高了85.36%;断裂伸长率最大为108.26%,相对提高了56.62%。纳米纤维使复合水凝胶的弹性模量先减少再增加后减小。对复合水凝胶进行30%形变量压缩时,压缩应力随纳米纤维浓度的提高而逐渐增加,且其压缩应力-应变曲线符合大多数生物组织的“J曲线”规律。复合水凝胶的压缩强度最高为0.22 MPa,相对提高了144.44%。对复合多孔材料进行30%形变量压缩时,压缩应力随纳米纤维浓度的提高,呈现先减少后增加再减少的S曲线规律。复合多孔材料的压缩强度最大为0.204 MPa,相对提高了64.51%。负载药物(如万古霉素、生长因子等)能够拓展材料的应用领域。本文以万古霉素为模型,研究了万古霉素的加入对复合材料力学性能等相关性能的影响。研究发现万古霉素与海藻酸钠分子之间没有相互作用,对载药复合薄膜的热稳定性没有影响。万古霉素使载药复合材料力学性能略微降低。水凝胶在生物医用领域具有广泛的应用价值。本文对复合水凝胶的生物学性能(如抗菌性能、细胞相容性等)进行了研究。研究结果表明复合水凝胶的药物释放动力学行为符合基于Korsmeyer-Peppas机制的Fickian扩散。不同纳米纤维浓度的复合水凝胶的药物累积释放量均超过86%,并且药物持续释放时间达到5天。纳米纤维浓度的改变对复合水凝胶的药物释放行为无明显影响。以金黄色葡萄球菌为模型细菌,纳米纤维浓度对复合水凝胶的抑菌性无明显影响。不同纳米纤维浓度的复合水凝胶在2小时内均表现了90%以上的抑菌率,且能够持久抑菌10天。纳米纤维增强复合水凝胶也具有良好的细胞相容性,在创面敷料等生物医用材料领域具有良好的应用前景。