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由高速创伤和人口老龄化等引发的关节软骨疾病持续增多,关节软骨损伤的修复一直是骨科医生的难题之一。传统的关节软骨损伤修复技术需要较长的治疗时间,且存在修复组织的表面退变问题、修复组织与周边软骨的结合问题以及修复组织的力学强度问题。人工关节软骨置换技术为治疗关节损伤带来新的希望,并且能缩短治疗时间,使患者能够较快的恢复运动功能。聚乙烯醇(PVA)水凝胶因其良好的生物相容性、优异的力学性能和超强的吸水性能被广泛地应用于人工关节软骨替代材料。然而,PVA水凝胶无生物活性,且不能兼具高强度和多孔结构(可以使细胞长入修复材料,同周边软骨组织良好结合),限制了其作为关节软骨替代材料的应用。本文以兼具无毒性和良好的生物相容性的琼脂糖(AG)为成孔剂,通过冷冻解冻法制备了一种兼具高强度和多孔结构的新型PVA/AG水凝胶,并对制备工艺进行优化。对PVA/AG水凝胶的结构和成分进行了表征分析,对PVA/AG水凝胶的拉伸、压缩力学性能进行了表征,对PVA/AG水凝胶的成孔机理进行了分析探讨,对脱除AG的方法和脱除AG对PVA水凝胶结构和压缩性能的影响进行了研究。研究结果表明:PVA质量分数为15%,AG质量分数为4%,冷冻温度为-20℃,冷冻时间为16 h,解冻温度为18℃,解冻时间为8 h,经历3次冷冻解冻得到的PVA/AG水凝胶具有较好的力学性能(压缩强度达到5.12 MPa,压缩模量0.82-17.15 MPa)。PVA/AG水凝胶中具有大量尺寸在100μm以上的孔洞结构,且连通性良好,孔隙率为72.98%,含水率为75.67%。PVA/AG水凝胶经液氮冷冻和冷冻干燥后在45℃恒温去离子水中浸泡清洗,红外光谱分析表明水凝胶孔洞中AG被脱除,孔与孔之间连通性良好。液氮冷冻促进PVA水凝胶的进一步结晶,经过液氮冷冻并脱除AG后得到的水凝胶压缩强度为6.05 MPa,压缩模量为0.64-19.8 MPa,满足人工软骨替代材料的强度要求。本文中制备的PVA多孔水凝胶具有良好的生物相容性、优异的力学性能和尺寸适宜于细胞培养的多孔结构,植入体内后有望实现与周围组织的生物结合,在人工关节软骨置换中具有广阔的应用前景。