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形状记忆聚合物(Shape memory polymer,SMP)是一类新型功能高分子材料,与其他形状记忆材料如合金相比,高分子形状记忆材料能够对热、光、电及溶剂等多种条件发生刺激响应,且响应幅度大。聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)水凝胶稳定性好、易加工、无刺激性及良好的生物相容性,在生物医学领域具有广泛的应用。羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)是一种磷酸钙生物陶瓷,具有良好生物活性和生物相容性。石墨烯拥有优异的力学特性、高长径比以及多种含氧官能团,经常被用作增强相提高基体力学强度,且无细胞毒性。高分子水凝胶固有的力学性能差使其在许多应用如人体组织上不能直接被利用,因而添加HA和RGO到PVA基体中,不仅改善了材料的力学强度又使其具有良好的生物相容性,拓宽了 PVA在生物医学领域的应用。本论文通过原位生长法将HA与RGO的复合粉掺入PVA基体中,成功制备得到结构均一的RGO/HA/PVA水凝胶,并对其进行结构及力学性能等表征。结果表明,RGO/HA/PVA水凝胶结构均一,HA颗粒在PVA基体中均匀分散,有良好的热稳定性。与纯PVA相比,RGO/HA/PVA水凝胶的抗拉强度提高3倍,断裂伸长率增加约7倍。形状记忆测试中,RGO/HA/PVA水凝胶在溶剂(水及PBS溶液)热诱导刺激条件下均有良好的形状记忆性能,尤其是在水70℃,和具有体温37℃的PBS溶剂中也有很好的形状记忆效果,水凝胶最终形变回复率都能达到100%。但在热刺激条件下,RGO/HA/PVA水凝胶的形状回复较差,回复率仅达82%。考虑RGO不同添加量对RGO/HA/PVA水凝胶的结构、性能及形状回复性能的影响,本论文选择三种不同RGO添加量的RGO/HA/PVA复合水凝胶来进行讨论。结果表明,RGO含量多少不会影响RGO/HA/PVA水凝胶的均一性,RGO含量的增多会提高其热稳定性。当RGO含量为6.67wt%时,RGO/HA/PVA水凝胶有最好的抗拉强度和断裂伸长率,分别为0.18Mpa和254%。对于形状记忆测试结果,不同RGO含量的RGO/HA/PVA水凝胶在溶剂(水或PBS)热诱导刺激条件下,均有很好的回复效果,且最终形变回复率能够达到100%,当RGO含量为6.67wt%时,RGO/HA/PVA水凝胶有更好的形状记忆性能。在不同刺激条件下,RGO/HA/PVA水凝胶的形状记忆效果由高到低依次为水70℃、PBS37℃、PBS70℃、水37℃、热致,RGO的添加不利于RGO/HA/PVA水凝胶的热致形状回复。通过体外MC3T3-E1成骨细胞共培养,探讨HA/PVA和RGO/HA/PVA水凝胶的细胞相容性,并考察了 RGO/HA/PVA复合水凝胶中不同RGO的添加量对成骨细胞的影响。结果发现,添加HA和RGO改善了复合水凝胶的细胞相容性,促进细胞增殖。相比较于空白孔中的细胞,RGO/HA/PVA水凝胶上的细胞有更好的细胞增殖,且RGO/HA/PVA水凝胶的细胞增殖随着RGO含量的增加而更好,RGO含量为6.67wt%时,RGO/HA/PVA水凝胶有最好的细胞增殖情况。然而,RGO/HA/PVA水凝胶不利于细胞的活性,但不利影响随着RGO含量的增加而减小,说明RGO无毒性,不会影响细胞的正常生长。