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关节疾病是影响民众健康的主要疾病之一,我国有将近4000万的关节疾病患者。由于关节软骨及软骨下骨在结构和功能上联系密切,关节疾病通常会导致软骨及下骨同时病变,因此关节软骨及下骨的一体化修复为关节疾病的治疗提供了新的思路。聚乙烯醇(PVA)水凝胶由于具有较高的含水率、较强的韧性及弹性、良好的生物相容性,是一种较为理想的一体化修复材料。然而纯PVA水凝胶还存在力学强度不足、生物活性差、不易降解以及与关节软骨及下骨结合性能差等问题,尤其是与软骨下骨结合性能差导致材料植入后固定不牢固,影响修复效果。β-磷酸三钙(β-TCP)具有良好的生物相容性、生物活性及生物可降解性,通过物理共混加入到PVA水凝胶中可以明显地改进PVA水凝胶性能上的不足。本论文首先设计了四种干法工艺制备β-TCP粉体,并对所制备的β-TCP粉体的纯度和粒径等理化性能进行了研究。实验结果表明,纳米球磨加工后的原料平均粒度更小,分散性更好。同时,经过纳米球磨-超声搅拌改进后的工艺制备出的β-TCP粉体纯度可达97%以上,平均粒径为666nm,为纯度高、粒径小的微纳米级β-TCP粉体。随后将制备的β-TCP粉体加入PVA中制备复合水凝胶。采用反复冷冻-解冻的物理交联工艺制备了用于关节软骨修复的β-TCP/PVA复合密实水凝胶,并对密实水凝胶的理化性能进行了研究。实验结果表明,β-TCP的加入可以明显地提高PVA水凝胶的力学强度,当其含量为12.5%时,压缩模量最高可达1.31MPa。并且可以通过改变DMSO溶剂的浓度来调节β-TCP的加入对PVA水凝胶理化性能的影响。当DMSO溶剂的浓度为85%时,密实水凝胶的摩擦系数为0.0248,与天然软骨的摩擦系数相近,且其他各项理化性能均达到良好。本论文又采用真空粒子滤出工艺制备出了孔径大于200μm、连通孔径大于50μm的β-TCP/PVA复合多孔水凝胶,可用于软骨下骨修复。实验结果表明,多孔水凝胶的压缩模量最高为23.7KPa,具有较好的形变回复能力。同时多孔水凝胶具有可控的降解性,可通过调节β-TCP的含量及孔径大小来调节多孔水凝胶的降解速率,体外降解14天时最高失重率达15%。最后,在上述研究基础上,采用一体化成型,并结合反复冷冻-解冻和真空粒子滤出工艺,制备出了上层密实、下层多孔的β-TCP/PVA复合一体化水凝胶,用于关节软骨及下骨一体化修复。实验结果表明,用于关节软骨修复的密实层和用于软骨下骨修复的多孔层之间结合紧密不易发生断裂。一体化水凝胶的力学强度高,压缩模量可达790KPa。一体化水凝胶对软骨细胞和滑膜干细胞均无毒性,具有良好的细胞相容性。