关节软骨是一种致密但高度水合的承重结缔组织,覆盖在滑膜关节中长骨的表面,充当缓冲垫来吸收震动,并且允许骨骼以接近无摩擦的形式进行相对滑动。但是成熟的软骨组织不含有血管和营养物质,在受到损伤之后无法进行自我修复。传统的软骨修复方式存在较大的局限性,并不能恢复天然组织的生物学完整性及其功能,且可能导致进一步的并发症。水凝胶被认为是目前最有前景的仿生关节软骨替代物,是以水为溶胀剂制备的具有三维网状结构的高分子聚合物材料,具有跟天然关节软骨相似的结构;水凝胶的网络结构由大分子主链以及含有亲水性（极性）基团和疏水性基团或解离型基团的侧链构成,易于对其进行修饰,使其表现出需要的机械性能和润滑性能。本论文对PVA基水凝胶进行改性研究,通过对天然关节软骨进行功能和结构仿生设计实验方案,对其结构和微观形貌进行表征,并对复合水凝胶的亲水性、溶胀性能、摩擦性能和力学性能等进行测试。首先采用共混的方式添加两性离子甜菜碱MPDSAH,利用两性离子吸附滑液形成水化层,有效改善了PVA水凝胶的润滑性能;采用紫外辐照和物理交联的方式制备PVAMPDSAH双网络水凝胶,进一步提高了水凝胶的力学性能。通过调控MPDSAH含量和紫外辐照的时间,可以将PVA水凝胶的摩擦系数降低一倍,将其力学性能提升40倍以上。其次,模拟“软骨-软骨下骨”的结构制备了软硬结合样品,以聚醚醚酮（PEEK）作为硬质基底,使用浓硫酸对其进行磺化处理,表面呈现出三维孔洞结构,PEEK的结构并不改变。在表面以紫外辐照和浇铸干燥的方式结合PVA-MPDSAH复合水凝胶作为润滑层,可以改善硬质基底的润湿性能、亲水性能和摩擦学性能。紫外辐照制备的水凝胶表层具有更高的交联程度和稳定性,其表现出良好的润湿性能和摩擦性能,能够在长时间的摩擦试验中保持稳定的低摩擦;浇铸干燥制备的水凝胶层具有更好的亲水性能,在摩擦时表现出更好的自润滑特性,呈现出更小的摩擦系数。本论文发现,对PEEK进行磺化处理和紫外光辐照都可以提高水凝胶层与硬质基底的结合强度。