在日常生活中,电的使用为我们带来了各方面的便利。但是,随着生活用电的频繁使用,各种安全事故也随之而来,电损伤(electric injury,EI)在这些安全事故中占据了比较重的比例。电烧伤会对组织造成损伤坏死,特别是肌肉组织的渐进性坏死。肌肉组织作为人体最大的组织,主要功能是为机体提供动力。由于肌肉组织在机体中具有重要的作用,而电烧伤往往对肌肉组织造成损害,因此对电烧伤患者缺失的肌肉组织进行再生修复成为医学康复领域面临的重要问题.目前,对肌肉组织损伤治疗的方法多是通过移植自体或异体骨骼肌组织.但是自体组织移植供区和数量有限,而同种异体移植容易产生长期的免疫排斥。临床上也多用人工合成材料例如聚丙烯类作为肌肉损伤支撑修复材料。但是这些人工合成材料诱导组织再生修复的效果差,并且会引起系列的粘连反应。而电场敏感性水凝胶受电场刺激可以发生形变,实现电能与机械能的转化。其他刚性材料相比,电场敏感性水凝胶在微机械、驱动器以及人造肌肉组织等领域中具有广阔的应用前景。本课题针对电烧伤肌肉损伤患者临床修复中存在的问题,从力学支撑,运动功能修复,肌肉愈合等多角度出发,开发出一种电场敏感性水凝胶材料人工肌肉,该材料具有电场下快速反应,发生伸缩运动,提供足够力学性能并具有良好生物相容性的优势,不仅为损坏的肌肉组织提供力学支持,也为细胞移植提供支架作用。本课题的成功也为将人工器官制造与组织工程技术相互结合从而解决医学难题提供了新的启发。本课题首先将壳聚糖(CS)和羧甲基壳聚糖(CMCS)复合,添加一定浓度的聚乙烯醇(PVA),并用一定浓度的交联剂交联,经反复冻融并烘干制备出电场敏感性水凝胶材料。经过正交实验和单因素试验,在电场灵敏度和力学性能两大性能下同步筛选出了最优制备工艺;通过SEM、FIRT证明了凝胶材料内部紧密结合,壳聚糖(CS)与戊二醛发生了交联反应。测得材料的孔隙率为97.67%。力学性能测试表明凝胶材料具有良好的力学性能及断裂伸长率,满足自然肌肉的力学要求。凝胶材料的电场敏感行为测试结果表明凝胶材料具有良好的电场响应行为。体外降解实验表明材料四周降解率为2%,降解非常缓慢,整体结构稳定存在,且在降解过程中,凝胶材料本身的力学性能及电场敏感性能没有发生明显变化,性质稳定;体内降解实验表明凝胶材料在兔皮下埋植,在植入部位并未发生明显的肿块,炎症等明显的组织免疫反应和排异性。植入兔体内一个月后取出,测得的溶失率只有0.27%,降解缓慢。组织切片HE染色表明植入材料的部位组织细胞生长良好。血液相容性实验表明,凝胶材料的溶血率低于5%;血小板粘附率远低于40%;具有良好的抗凝血性能。材料具有良好的血液相容性;细胞实验结果表明凝胶材料对L-929细胞和HSK细胞无细胞毒性。研究表明本课题制备的电场敏感性水凝胶材料具有较好的电场敏感性能,在电场下能灵敏驱动并具有良好的力学性能以及生物学性能,有望运用于电烧伤肌肉损伤,修复患者的运动功能,减缓患者痛苦。