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在过去几年中,由于组织工程技术在生物医学应用中拥有巨大的潜力,如修复、替换受损或患病组织的生物功能等,使得该项技术迅速发展起来,而组织工程技术成功的关键因素之一是选择一个合适的支架材料。聚乙二醇（PEG）水凝胶因其具有生物相容性好、无毒、免疫原性低等特点,且可通过肾排出体外,在体内不会有积累,是非常有吸引力的潜在的TEHV支架材料。同时,可以通过在PEG水凝胶内部嵌入生物活性分子如基质金属蛋白酶（MMP）底物肽（MMP（W）X）,来使水凝胶具有生物降解性。多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）是一种分子水平上的纳米杂化材料,分子尺寸在13 nm之间,POSS纳米粒子特殊的笼状结构能增强聚合物耐温性能、力学性能,且其无毒无味,具有良好的生物相容性,被广泛用于生物医用材料改性。本论文设计的酶敏感性PEG水凝胶是以反应活性高的马来酰亚胺功能化的四臂PEG（4-arm-PEG-MAL）为原料,以酶敏感的基质金属蛋白酶底物肽（MMP（W）X）为交联剂,通过Michael加成反应在低浓度三乙醇胺-盐酸缓冲液（TEA,4m M）中制备得到,同时对水凝胶各项性能指标进行了探讨研究。主要内容分为以下两个部分:1.以4-arm-PEG-MAL为原料,MMP（W）X为交联剂,通过Michael加成交联,成功地制备了一系列不同固含量、不同PEG平均分子量的酶敏感性PEG水凝胶。筛选出成胶较好的几组水凝胶,对其微观结构、力学性能、溶胀性能、酶降解性等性质进行了探索研究。结果表明,水凝胶具有多孔结构且孔径随着PEG链长度的增加而增大、力学性能与其交联密度相关、有良好的吸水能力、可以被外源的MMP或细胞分泌的MMP降解。同时,将大鼠骨髓间充质干细胞（MSCs）均匀封装于水凝胶PEG20-7.5%内,对其进行3D细胞培养,证实该水凝胶材料具有良好的生物相容性。2.在对水凝胶固含量、PEG平均分子量的研究基础上,确定水凝胶固含量为7.5%时较为符合组织工程支架材料的要求,但其机械强度仍显不足。为提高水凝胶材料的机械性能,将POSS纳米粒子悬挂于PEG聚合物的长链结构中对材料进行改性,补强硬链段来提高水凝胶的机械性能。采用4-arm-PEG-MAL修饰POSS纳米粒子的方法,先将4-arm-PEG-MAL与POSS-SH以不同摩尔比例在四氢呋喃中通过Michael加成反应制备POSS-PEG预聚物,以提高POSS纳米粒子在水溶液中稳定性和分散性,再使POSS-PEG预聚物与MMP（W）X通过Michael加成交联聚合得到一系列不同POSS含量、不同PEG平均分子量的酶敏感性POSS-PEG杂化水凝胶。比较POSS-PEG杂化水凝胶与纯PEG水凝胶在微观结构、力学性能、溶胀性能、酶降解性等性质的区别,同时探索POSS含量、PEG平均分子量对水凝胶各性质的影响。首次将含POSS的杂化水凝胶应用于3D细胞培养实验,将人脐静脉内皮细胞（HUVEC）均匀封装于水凝胶内,结果显示,细胞在水凝胶内部封装均匀,POSS-PEG水凝胶材料无毒且具有良好的生物相容性。总之,本论文制备并研究了基于不同固含量、PEG平均分子量、POSS含量的酶敏感性水凝胶,为制备具有不同空隙率、力学性能、溶胀性能、降解性能和生物活性的水凝胶材料提供了理论支持和实际指导。