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本工作主要是以锂藻土Laponite为交联剂，用功能性单体在Laponite分散液中原位共聚，制备具有优异力学性能的纳米复合水凝胶（Nanocomposite hydrogels，NC凝胶），并将其应用于细胞培养和细胞片自动脱附。研究的基本思路是：通过将带有不同端基的聚乙二醇大分子单体与N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）共聚制备纳米复合水凝胶，探索端基结构对凝胶性能的影响；考察共聚NC凝胶中引入亲水性单体、离子型单体对细胞贴附增殖及细胞片脱附的影响；筛选合适的单体与丙烯酰胺共聚，制备了同时含有疏水性链段和亲水性链段的共聚NC凝胶。本工作的主要内容和结果如下：1.分别将聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯（PEGM）和聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEG）与NIPAm在Laponite分散液中原位共聚，制备了两种纳米复合水凝胶。Laponite分散液粘度随聚乙二醇大单体的加入而降低，表明聚乙二醇大单体吸附在Laponite表面，阻止其发生凝胶化。观测了两种共聚NC凝胶在去离子水中和氯化钠盐溶液中的溶胀行为，由于凝胶中的Laponite片是带电荷的，凝胶内外渗透压的变化是导致凝胶发生溶胀、收缩的主要原因。少量亲水性单体的引入没有影响共聚NC凝胶的相转变行为，凝胶具有较快的去溶胀速率。力学性能测试表明PEGM/NIPAm共聚凝胶的拉伸强度和断裂伸长率随PEGM含量的增加而降低，增加PEGM大单体含量到5mol%，凝胶变粘，断裂伸长率反而升高；PEG/NIPAm共聚凝胶的拉伸强度和断裂伸长率随PEG含量的增加而降低，PEG大单体含量达到2mol%以上，凝胶变脆，不能承受夹具夹持。利用小形变等温频率扫描所得Ge算出PEGM/NIPAm共聚凝胶的有效网链密度随PEGM含量的增加而降低，而PEG/NIPAm共聚凝胶的有效网链密度随PEG含量的增加而提高。PEG大单体的端基能参与氢键的形成，使得侧链成为了有效交联链。由氢键形成的交联网络在拉伸变形中易被破坏，因而PEG/NIPAm共聚凝胶的拉伸强度仍然低于均聚PNIPAm NC凝胶。2.将亲水性聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEG）大单体与NIPAm共聚制备得到的温敏性NC凝胶应用于细胞片快速脱附。PEG大单体（0.5~5mol%）的引入提高了凝胶的亲水性，导致共聚NC凝胶的相转变温度随PEG大单体含量的增加有所升高。所制备的共聚NC凝胶的相变温度均低于37oC，适用于细胞培养。我们选用鼠成纤维细胞（L929）在共聚NC凝胶表面进行细胞培养，发现亲水性PEG链段的引入并没有抑制细胞的贴附增殖。当L929细胞在NC凝胶表面增殖形成细胞片后，通过加入冷的培养基降低温度可以实现细胞片的自动脱附。与均聚PNIPAm NC凝胶相比，引入了PEG链段的共聚NC凝胶表面的细胞片脱附速率提高。细胞片从含有0.5mol%PEG的NC凝胶表面脱附最快，实现完整脱附仅需要约13min，而从PNIPAm NC凝胶表面完全脱附的时间则需要约23min。通过原子力显微镜观察凝胶表面的粗糙度和水接触角测试凝胶表面的润湿性发现，PEG链段的引入导致凝胶表面粗糙度和亲水性提高，有利于水分子渗透到细胞片与凝胶的界面，从而实现了细胞片快速脱附。3.成功将阴离子型单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（AMPSNa，0~4mol%）和阳离子型单体甲基丙烯酸-N,N-二甲胺基乙酯（DMAEMA，0~10mol%）分别引入到PNIPAm NC凝胶中，制备了具有温敏性的离子型共聚纳米复合水凝胶。DMAEMA的引入对NC凝胶的相变温度影响不大；阴离子型共聚凝胶的相变温度随AMPSNa含量的增加而提高，凝胶在DMEM培养液中的相变温度仍在37oC以下。离子型NC凝胶适合用于细胞培养。对于阳离子型NC凝胶而言，少量DMAEMA（<5mol%）的引入促进了细胞在凝胶表面的增殖；而当DMAEMA含量高于7mol%时，细胞不能在凝胶表面贴附。降低温度，DMAEMA含量为1mol%的凝胶表面的细胞片可以实现快速脱附；细胞片不能从DMAEMA含量大于1%的凝胶表面完整脱附，甚至不能脱附。这是因为细胞与阳离子型NC凝胶之间的静电吸引力与细胞骨架张力相比占据了优势。对于阴离子型共聚NC凝胶而言，由于细胞表面带有负电荷与凝胶表面产生静电斥力，细胞在凝胶表面的增殖较慢，但是仍然能在凝胶表面增殖成细胞片。降低温度，AMPSNa含量为1mol%的凝胶表面的细胞片能够快速脱附。亲水性单体的引入利于水分子渗透到细胞片和凝胶的界面，实现细胞片快速脱附。对于AMPSNa含量较高的凝胶，强电解质的存在使得凝胶溶胀速率过快，影响了由细胞骨架张力引起的细胞片从边缘开始收缩的脱附进程，细胞片脱附速率反而降低。通过调节共聚单体的比例，实现了对细胞增殖及脱附行为的控制，为高力学性能NC凝胶在细胞片工程领域的应用提供了新的思路。4.将2-丙烯酸-2-甲氧基乙酯（MEA）与丙烯酰胺（AAm）在Laponite分散液中原位共聚，制备了AAm/MEA/Laponite XLS共聚纳米复合水凝胶。共聚NC凝胶具有优异的力学性能，其断裂伸长率大于1000%，拉伸强度大于70kPa，高于均聚PAAm NC凝胶的拉伸强度。与均聚PAAm NC凝胶相比，共聚凝胶的存储模量G’及网链密度提高。所制备的共聚NC凝胶中同时存在疏水性的PMEA链段与亲水性的PAAm链段，丰富了纳米复合水凝胶的制备途径。