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聚碳酸酯型聚氨酯(PCU)凭借其优异的生物相容性、生物稳定性和耐磨性及弹性模量和润滑性与天然软骨相近的优点成为一种理想的人工软骨替换材料。但是PCU体系反应速率较快，且其预聚体黏度较大，合成困难，因此急需筛选并优化适合于聚碳酸酯型聚氨酯体系的合成方法。另外，作为长期植入的人工软骨替换材料，PCU需要在反复承载和摩擦的复杂条件下使用，仍面临着环境应力作用下的降解和受压挤出的问题。因此研究生物稳定性和相关机械性能更优的聚氨酯弹性体十分必要。 针对上述问题，本论文开发一种新颖的适用于高黏度预聚体聚氨酯体系的合成方法，采用该方法制备了具有较优生物稳定性和生物相容性的有机/无机分子内杂化纳米材料POSS复合的PCU（可简称为POSS-PCU）;率先研究POSS-PCU作为人工软骨类材料时环境应力作用下的降解行为和相关机械性能，有望成为下一代新型的人工软骨替换材料。具体研究内容如下: 1)我们开发了一种新颖的适用于高黏度预聚体聚氨酯体系的合成方法——溶剂-熔体法。该方法将传统本体法和溶液法的优点相结合，通过加入少量低沸点有机溶剂来降低体系黏度，再利用本体法的热压固化成型制得样品。与溶液法相比，由该方法制备的POSS-PCU分子量较高，力学强度较优，细胞毒性较低，适用于临床应用。进一步系统地优化了溶剂-熔体法的工艺参数。该方法避免了溶液法中大量有机溶剂的使用和残留，简单易行，为聚氨酯合成提供了一种新方法。 基于该方法制备了POSS-PCU。与空白样品PCU相比，POSS-PCU具有较优的耐氧化性能和细胞相容性，无急性皮肤致敏反应，有望成为新一代生物稳定性聚氨酯弹性体。 2)我们研究了用于人工软骨替换材料的POSS-PCU环境应力作用下的降解行为、相关的机械性能和细胞相容性。POSS-PCU表现出较优的耐环境应力开裂和耐水解性能、较高的压缩模量和硬度、较低的压缩损耗、较短的蠕变平衡时间及良好的软骨细胞相容性，改善了抗植入物压缩挤出的性能，增强了耐压缩疲劳性能。综上所述，POSS-PCU是更为理想的人工软骨替换材料。 为了深入理解POSS对PCU性能的优化，我们研究了POSS-PCU的结构。POSS的加入，增强了分子链之间的相互作用，有效地阻碍了大分子链的运动，提高了软段Tg和硬段Tm，促进了硬段的有序堆砌和结晶。这些结构变化，很好地解释了POSS对PCU性能优化的原因，为开发高性能生物稳定性医用聚氨酯提供了一定的理论依据。