水凝胶作为一种高弹性、高含水率、生物相容性良好的生物材料，已为大家所熟知。通过控制交联形成的合成水凝胶具有确定的结构和较强的机械性质，而天然水凝胶则表现出良好生物相容性及特殊功能性。将人工合成水凝胶与天然水凝胶相结合，制备出机械性能、功能性都良好的生物材料，弥补了单一合成水凝胶、天然水凝胶性能的不足，扩大了水凝胶材料的适用范围，提高了水凝胶的性能。细胞所处微环境的变化严重影响细胞生物学行为，细胞的力学响应行为就是其中之一。对锚着生长的细胞而言，细胞力学响应行为主要表现在细胞感应其粘附基底的硬度变化时，通过自身调节所产生的生物学行为的改变，如细胞形态、迁移取向以及增殖、分化的改变等，而这些生物学行为的改变对组织发展、甚至整个生命体都有巨大的影响。因此，构建细胞体外培养模型对研究细胞生物学行为相当重要。本文采用冷冻——解冻法交联聚乙烯醇，离子交联海藻酸钠制备了聚乙烯醇/海藻酸钙（PVA/SA-Ca）复合水凝胶，考查了冷冻——解冻循环次数、凝胶配比和氯化钙溶液浓度等因素对凝胶机械性能、溶胀性能影响。对于浓度1%聚乙烯醇和2.5%海藻酸钠混合水凝胶而言，当冷冻——解冻循环达到6次时，聚乙烯醇完全交联；形成的PVA/SA水凝胶浸泡于Ca2+溶液中约4h，离子交联反应完成。随Ca2+浓度的增大，凝胶的平衡含水率（EWC）不断减小；当海藻酸钠（SA）含量较小时，凝胶的弹性模量随Ca2+浓度的增大而增大，当海藻酸钠（SA）含量较大时，在Ca2+=0.075mol/L时， PVA/SA-Ca水凝胶的弹性模量出现极大值。进而，从钙离子浓度（c）、海藻酸钠含量（w）出发，分别研究了c、w与EWC，c、w与E的函数关系，通过回归分析建立影响复合水凝胶EWC、E的数学模型。另外，本研究采用改进拉伸法测量复合水凝胶的弹性模量，此拉伸法在减小水凝胶自身重力产生的形变误差方面具有显著的效果，操作简单且测量结果准确，为真实、准确的数学模拟打下坚实的基础。实现了对聚乙烯醇/海藻酸钙水凝胶力学性能的模拟与定量控制。本文将PVA/SA-Ca复合凝胶用于肝细胞培养，且对细胞的力学响应行为进行了初步研究。分别取弹性模量值为3.6kPa，10kPa及30kPa的混合水凝胶模拟肝纤维化病变过程中肝脏组织，研究了L02细胞在不同硬度基底上形态变化。用Image J软件测量细胞在不同硬度基底上铺展面积、细胞周长等参数，发现在较软的基底上，细胞圆度值（CF）接近1，细胞具有较圆的形态；而在较硬基底上，细胞铺展面积较大，成多边形生长，且随着基底硬度的不断增大，这一现象更加明显。