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摘要PVA聚乙烯醇水凝胶因其独特的机械强度，优异的亲水环境，生物相容性，在生物医学、组织工程领域，展示出了可观的应用潜力。生物电在生物体中的重要性受到日益重视，在组织再生过程中发挥了重要的作用。然而，构建具有电活性的PVA生物相容性水凝胶材料仍是挑战性的任务。本文通过结构工程与成分调控，制备了具有力电转换能力和电场调制特性的高强度聚乙烯醇水凝胶，并探索了其在软骨组织修复以及构建水凝胶二极管器件中的潜在应用。<br>　　具体内容如下:<br>　　(1)采用循环冻融法制备了物理交联PVA水凝胶，通过PVA浓度调节以及循环冷冻次数的调控调节了PVA水凝胶的强度。进而使用多种致孔剂制备了多孔PVA水凝胶。其中使用琼脂糖作为致孔剂制备的多孔水凝胶(PVA-AG),具有尺寸合适且分布均匀密集的多孔结构，可以有效地在医用超声的机械力触发下产生电场，表现出优越的力电转换能力，产生高达98mV的电压。PVA-AG多孔水凝胶还具有良好的亲水性，以及与软骨组织相匹配的机械强度。<br>　　(2)探究了PVA-AG多孔水凝胶在骨软骨修复中的应用。选用具有良好压电输出的PVA-AG水凝胶进行生物实验。利用体外细胞实验验证该水凝胶具有优异的生物相容性和安全性。进而，选用新西兰大白兔进行了骨软骨缺损植入实验。将匹配缺损部位形状的PVA-AG多孔水凝胶材料植入缺损处，使用超声理疗辅助治疗6个星期。利用显微CT、病理组织染色、软骨分化染色等方法表征了骨软骨修复效果。与没有进行超声辅助治疗或者没有进行材料植入的对照组相比，超声辅助的PVA-AG多孔水凝胶对于骨软骨修复具有显著的促进作用。这得益于水凝胶与软骨组织相近的模量并且在超声刺激下能够产生电场，弥补了组织缺损部位的细胞信息转导所需的微电信号，加速了骨软骨组织缺损的修复进程。<br>　　(3)在PVA水凝胶中混合聚电解质壳聚糖或海藻酸钠，制备了移动电荷分别为负离子和正离子的水凝胶。进而通过发展界面拼接工艺，将移动电荷为负、正离子的水凝胶拼接形成水凝胶二极管。移动电荷在化学式的驱动下与电势的限制下自发形成内建电场。利用水凝胶二极管内部的内建电场，得到了对外电场具有整流作用的水凝胶整流器件，在外加7V电压下整流比达到了9.53。