全球每年肌腱损伤数量高达3000多万,手术是该类疾病主要的治疗方式,缝合线是手术治疗中不可或缺的医疗器械,用于肌腱固定和皮肤缝合。稳定的肌腱断端固定和功能重建是肌腱修复的目标。鉴于可吸收材料降解过程中力学性能大幅衰减而无法满足肌腱修复的高强度要求,不可吸收缝合线仍是肌腱修复的主体材料,以新一代超高分子量聚乙烯（UHMWPE）缝合线为代表,但其临床使用效果并不理想,主要表现为结点安全性差、再撕裂率高、组织整合性不佳、炎症与感染易发等力学和生物学性能缺陷。究其根本原因在于:材料上,UHMWPE的刚度大、摩擦系数低,易导致应力遮挡和结点滑移;结构上,缝合线多延续传统细圆型实心结构,细圆型结构使应力集中、肌腱切割严重,实心结构使组织无法长入、整合性差;功能上,缝合线的生物惰性表面与组织之间的亲和性差,长期大量异物也极易引起炎症与感染。因此,临床对肌腱固定用缝合线的进一步优化提出了迫切需求。此外,手术切口良好的皮肤愈合与再生是肌腱修复的重要保障,现有缝合线虽可为皮肤修复提供力学支撑,却无法主动调控伤口愈合与再生。仅跟腱修复术中,与皮肤伤口相关的并发症占比达1.4%～18%,极大地阻碍了肌腱愈合,但是目前肌腱治疗中并未对皮肤愈合与再生给予足够的关注。针对上述临床问题,本课题从材料组成调控、结构优化和表面功能化入手,设计并构建了一系列新型功能缝合线,重点探究了力学与生物学性能及其影响机制,旨在提高缝合线在临床肌腱修复中的治疗效果。主要研究内容与所取得的成果如下:（1）针对单组份缝合线在肌腱固定中的力学性能缺陷,优选UHMWPE复丝与聚己内酯（PCL）复丝为原材料,采用共编织成型技术,调控材料配比与分布,精准可控制备了一系列结构均匀的部分可吸收缝合线,通过系统的体外力学性能评价探究了材料组成对缝合线力学性能的影响机制。结果表明,PCL/UHMWPE部分可吸收缝合线克服了单组份缝合线的力学性能不足,尤其是当两者配比为50/50时（P/U=50/50）,缝合线不仅表现出优异的拉伸强力（≈180 N）,而且具有与天然肌腱相匹配的应力-应变行为,可有效改善应力遮挡问题。同时,UHMWPE高强以及PCL高摩擦系数的协同效果赋予P/U=50/50高打结强度及抗结点滑移的特性,其缝合圈失效强力分别是纯PCL缝合线和纯UHMWPE缝合线的2.40倍和1.61倍,结点安全性大大提高。此外,通过蠕变行为、弯曲刚度、循环拉伸和降解后的强力保留等力学性能评价,并与骨科临床常用聚酯（PET）缝合线对比,进一步明晰了PCL/UHMWPE部分可吸收缝合线用于肌腱固定的力学适配性。在此过程中还通过理论分析揭示了材料配比与断裂强度和断裂伸长率之间的数学关系,通过引入粘弹性力学模型预测了蠕变伸长,为部分可吸收缝合线的开发设计提供了实验和理论参考。（2）针对传统细圆型实心缝合线存在肌腱切割严重及组织无法长入的临床瓶颈,在上述部分可吸收缝合线的基础上,受天然竹子启发,首次提出构建仿竹中空多孔带状缝合线。基于UHMWPE和PCL之间的高熔点差（ΔT≈80℃）,以UHMWPE复丝为编织纱、PCL复丝为轴纱,结合二维三轴向编织技术和熔融处理技术,使轴纱PCL熔融后在编织点处形成类似“竹节”功能的粘结点,成功构建了仿竹带状部分可吸收缝合线。通过调控PCL根数和编织角度制备了三种宽度为1.60 mm的仿竹带状缝合线,并对其结构和力学性能进行了系统表征,探讨了缝合线结构与力学性能之间的构效关系。结果显示,足够的轴纱数量及其在每个编织点处形成的“竹节”功能粘结点是缝合线维持稳定中空多孔带状结构的重要前提。多孔结构使缝合线的单位长度质量降低了至少28%,减少了异物引入量;此外,缝合线不仅保持高强、与天然肌腱相似的应力-应变行为以及良好的操作手感,而且对肌腱的切割仅为传统细圆型结构缝合线的38%左右,可大大降低肌腱再撕裂率。动物实验结果表明,多孔结构为组织长入提供了空间,有利于胶原向内沉积,为骨科缝合线的结构优化提供新思路。（3）针对缝合线表面生物惰性,缺乏与组织的相互作用,无法实现应力传递,且易引起炎症与感染,阻碍肌腱愈合的问题,在仿竹带状部分可吸收缝合线的基础上,进一步提出对缝合线表面进行功能化修饰。首先利用聚多巴胺（PDA）活化缝合线表面,再将壳聚糖（CS）/明胶（GE）组装到材料表面,最后通过单宁酸（TA）原位交联获得表面功能化的中空多孔带状缝合线。通过体内外实验,考察了CS/GETA功能涂层对于应力传递、抗炎抗菌及组织整合的作用机制。结果表明,TA的存在使缝合线拥有优异的组织粘附性,增强了与肌腱之间的相互作用,从肌腱中的拔出力较改性前提高了3.32倍,甚至是商用氰基丙烯酸盐粘合剂涂覆的缝合线拔出力的2倍以上,且操作手感更佳,在兼顾原有优异力学性能的前提下大大促进了应力沿缝合线轴向的有效传递。此外,CS/GE-TA功能涂层在不引入任何药物的情况下使缝合线具有良好的体外抗菌和抗炎效果。动物实验结果进一步验证了缝合线具有优异的抗炎性能,且中空多孔结构与CS/GE-TA功能涂层的协同作用促进了胶原向内沉积以及血管再生,提高了组织整合性,对于促进肌腱愈合和功能重塑具有重大意义。（4）良好的皮肤愈合与再生是肌腱修复的重要保障。针对现有缝合线无法主动调控伤口愈合且易引发手术部位感染,导致临床皮肤再生效果不佳的问题,进一步设计构筑了电活性抗菌多功能缝合线。将CS/GE-TA作为表面改性预涂层,并以此为骨架辅助聚吡咯（PPy）原位聚合,在缝合线表面构建CS/GE-TA与PPy的功能复合涂层。首先以3-0号聚对二氧环己酮（PPDO）缝合线为模型,通过调节PPy聚合工艺参数,制备了一系列导电缝合线,重点考察了PPy聚合时间对导电性和拉伸性能的影响。结果显示,聚合时间短,PPy聚合不充分,缝合线的导电性能不佳;而聚合时间过长,酸性聚合环境会加速缝合线降解,强力明显衰减,导致无法满足临床使用要求;聚合时间控制在12 h时,可以有效平衡缝合线的导电性和力学性能。随后,通过体内外实验初步探究了CS/GE-TA与PPy功能复合涂层对于导电稳定性、抗菌性能及伤口愈合的作用机制。结果表明,复合涂层克服了单组份PPy的固有脆性,提高了电活性涂层与柔性缝合线之间的适配性,即使在打结状态下,缝合线依然保持稳定的导电性,为细胞间的连续生理电信号传导提供了保障。CS/GE-TA与PPy的协同抗菌作用赋予了缝合线高达99%以上的抑菌率。全层皮肤缺损实验结果证实了电活性和抗菌功能缝合线有效促进了皮肤愈合与再生。综上,本论文针对现有缝合线在临床肌腱修复应用中存在的不足,分别设计并构建了适用于肌腱固定和皮肤再生的缝合线,以期提高肌腱治疗效果。通过系统的体内外实验考察了缝合线的力学和生物学性能,揭示了其影响机制,并分析讨论了它们在改善临床肌腱治疗效果方面的潜力。本研究的相关结果可为缝合线的设计开发提供一些新思路和新方法。