水凝胶材料具有优异的生物相容性,是最早为大家所认知的人体生物材料。人工合成聚合物水凝胶具有可控的交联过程、结构和机械性质,天然聚合物水凝胶则表现出特异的功能性。然而在单独使用时,它们各自的性能缺陷使其不能与人体环境良好的匹配。通过人工合成聚合物与天然聚合物的复合,可以制得具有良好功能性质和可控结构及机械性能的生物材料,从而改善其临床适用性。本文采用两步交联法制备了聚乙烯醇/海藻酸钠复合凝胶。通过反应动力学实验和平衡水分含量的测定,了解制备条件对复合凝胶交联程度、溶胀度和含水率的影响。分别利用SEM、DTA-TGA对复合凝胶的结构和热性能进行表征。同时研究了凝胶配比、冷冻-解冻循环次数和氯化钙溶液浓度等因素对凝胶机械性能、溶胀性能以及药物缓释规律的影响。本文还对复合凝胶在模拟生理体液中的行为进行了初步研究,为其在生物材料领域应用提供科学依据。PVA和SA的混合溶液经数次冷冻-解冻循环后,浸入一定浓度钙离子溶液中,制得平衡水分含量约89.5% ~ 93.6%的复合水凝胶。通过扫描电镜观察发现,虽然复合凝胶的微观形态随SA含量变化而出现一定差异,但凝胶结构均一,说明两种聚合物均匀混合。随着冷冻-解冻循环次数的增加,PVA分子链的交联程度增加,导致复合的凝胶分数增大,溶胀度降低,平衡水分含量下降,Tg增大,海藻酸钠凝胶热稳定性下降。海藻酸钠和钙离子溶液的交联反应在4h内基本完成,钙离子浓度较小时(如1%),复合凝胶中SA的交联效果不佳。复合凝胶的平衡水分含量随着钙离子浓度和浸泡时间的增加下降。复合凝胶的机械性能不仅和凝胶的配比相关,在很大程度上还依赖于制备条件。通过增加复合凝胶中聚乙烯醇的含量可获得柔软而具有弹性的凝胶。凝胶的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率都随着冷冻-解冻循环次数的增加而增大。钙离子浓度较小时(如1%),凝胶中的海藻酸钠交联程度低,其拉伸性能较差。随着钙离子浓度的增加,凝胶的拉伸模量和拉伸强度随着钙离子浓度出现上升的趋势。复合凝胶的压缩应力-应变曲线显现出一定的非线性行为,说明材料具有一定的粘弹性。当压缩速率改变时,压缩性能出现一定的时间依赖性,进一步证实凝胶是一种粘弹性材料。凝胶的抗压能力随着海藻酸钠含量、冷冻-解冻次数和钙离子浓度的增加而增大。凝胶在多次压缩后形状和质量变化都不大,仍能维持良好的抗压缩能力。将凝胶置于具有不同离子强度、温度及pH值的溶液中溶胀,试验发现,复合凝胶对离子强度、温度和pH值都有一定的敏感性。其pH敏感性随着海藻酸钠含量的增加而增大,随钙离子浓度增加而下降,而冷冻-解冻循环次数的改变对凝胶pH敏感性影响不大。复合凝胶放入模拟体液后,含水量和凝胶质量下降。同时,凝胶发生分解,模拟体液的pH值下降,下降幅度随着海藻酸钠含量的增加而增大。经模拟体液浸泡后,凝胶微观形貌略有改变,但通过XRD分析,材料表面未发现有羟基磷灰石诱导生成。PVA/SA凝胶的载药量、释放速度和累积释放量均随着复合凝胶中海藻酸钠含量、冷冻-解冻循环次数和钙离子浓度的增加而下降。海藻酸钠含量不同的载药伤口敷料在水溶液中具有相似的释放规律,开始时释放速率较快,然后随着时间推移逐渐趋于平缓,药物的释放时间在6h以上。载药(氯霉素)口服凝胶在模拟肠液环境中的释放速率和累积释放量高于其在模拟胃液的环境中的释放速率和累积释放量,可有效控制药物释放。