水凝胶具有类似天然关节软骨的三维网络结构,同时兼具固、液双重性质,具有良好的生物相容性、力学性能及生物摩擦学性能,有望成为软骨修复甚至替代的生物材料。但是水凝胶与天然软骨之间的性能之间存在差距,因此,设计合成兼具低摩擦、耐磨损和高力学性能于一体的水凝胶仿生软骨材料是其作为人工软骨替代材料研究面临的关键性挑战。本文论述了水凝胶仿天然关节软骨材料的生物力学及生物摩擦学性能。研究结果表明,仿生关节软骨材料与天然软骨有相似的力学性能,仿生关节软骨的蠕变变形与液体流动速度呈现指数函数关系；仿生关节软骨的储能模量与频率呈对数函数关系,并随液-固比的下降逐渐下降,其损耗因子与天然软骨较为接近,仿生关节软骨内部的液相从接触表面渗出,起到液体承载作用。仿生关节软骨材料在滑动、摆动、扭动摩擦时,滑动、摆动、扭动摩擦系数与载荷呈现幂函数的关系,摩擦系数与液体承载能力呈反比例关系,随着载荷及角度的增大,接触界面的水分流失增多,结构发生变化,接触区域的网状结构越紧密,其剪切强度增大,摩擦运动时所需的能量也越大,摩擦系数逐渐增大。仿生关节软骨材料的液体承载能力对其摩擦性能影响很大,仿生关节软骨接触区存在液体流动,会引起仿生关节软骨接触区液体流失,在滑动摩擦时,仿生关节软骨的液体流动速度最大,液体流失最为严重,导致仿生关节软骨的液体承载能力下降,固体基质承载增加,滑动摩擦系数最大,摆动摩擦与扭动摩擦时,仿生关节软骨的液体流动速度约为滑动摩擦时的1/4、1/6,液体流失减少,液体承载能力较强,摩擦系数较小。