耳聋是人类最常见的残疾，大致可分为传导性耳聋和感音神经性耳聋两类。前者可以通过佩戴助听器使听力得到改善，而后者由于主要源于内耳毛细胞的损伤，以致不能将声信号转换为电信号，这就不是助听器所能解决的。目前植入电子耳蜗是唯一有可能能够提高后者听力的解决方法，不过电子耳蜗价格非常昂贵(每台售价约2万美元)，至今仍无法普及，因此探索一种全新的、更简单实用的人工耳蜗植入装置具有十分重要的意义。　　 压电型人工耳蜗(以下简称压电耳蜗)是由中国科学院上海硅酸盐所的王永龄教授和复旦大学华山医院的董人禾教授共同在国际上首次提出的一个原创性的全新构思，其基本原理是将压电材料植入耳蜗，利用其压电效应将声音振动能量转换为电能量，直接刺激听神经产生兴奋，从而提高患者的听力。这一构想的可行性曾经得到了实验的初步验证，但学术界还有不少怀疑压电耳蜗的真实性和可行性，除此之外，这一设想如果要能成功的进入实用还依然存在许多基本的科学问题有待全面深入地进行研究。本论文紧密围绕压电耳蜗这一全新的构思，通过体外实验和体内植入实验，进一步验证压电耳蜗的科学性和可行性，系统研究了声、电阻抗匹配以及压电材料植入位置对压电耳蜗成功率的影响，并对压电耳蜗的生物毒性进行了研究，同时，为了改善植入材料的机械性能和声阻抗特性，制备了PZT/SiC和PZT/Polymer复合材料，取得了以下主要结果。　　 对极化与未极化的PZT压电陶瓷的体外声一电转换特性进行了系统的研究，得到了具体的实验数据，结果表明极化后的PZT压电陶瓷可以将声信号转换为电信号，其电压响应随着声压的增强而增大，在空气中100dB声压下其电压响应最大超过10mV，而未极化后的压电陶瓷没有电压响应。豚鼠体内植入实验表明极化PZT压电陶瓷可以提高豚鼠聋耳的听力，听阈下降平均为20～30dB，最高达45dB，而未极化的压电陶瓷不能提高豚鼠聋耳听力。极化与未极化压电陶瓷的鲜明对比，使压电耳蜗提高听力是源于压电材料的声一电转换得到了直接的实验证实。　　 首次将压电聚合物PVDF作为耳蜗植入，在体外实验中它的电压响应随着声压的增强而增大，植入豚鼠体内后PVDF同样可以提高豚鼠聋耳的听力，最高可达40dB。实验结果表明压电聚合物PVDF也是一种重要的耳蜗植入材料。　　 改进了动物模型的制备方法，采用脉冲噪声和长时间的稳态噪声相结合的办法制备出阈移在一段很长的时间内保持稳定的动物模型，打消了学术界对于听力提高是由于生物体自身恢复的怀疑，确保了压电耳蜗的真实性和可行性。　　 植入材料与淋巴液之间的声阻抗匹配对于声音在不同媒介中的传递效率是至关重要的。理论计算表明，特征声阻抗较低的压电材料，可以与淋巴液形成良好的声阻抗匹配，有效地提高能量的利用率。　　 植入材料与淋巴液及听神经之间的电阻抗匹配是影响植入实验成功率的重要因素之一。通过对比压电材料植入前后听阈的即刻变化，表明涂覆表面绝缘层的压电材料的植入成功率是未涂覆绝缘层的一倍以上，揭示出在植入材料表面涂覆绝缘层可以有效降低漏电流，提高植入的成功率，为下一步优化电极和表面绝缘层的设计奠定了实验基础。　　 通过4种不同植入位置对植入成功率的影响的实验研究，发现植入位置不同，植入的成功率有很大的差异，其中最佳的植入位置是位于鼓阶中内侧贴于螺旋缘蜗神经表面，其成功率高达91.7％，其它植入位置的成功率均低于30％，如果植入压电材料时损伤了基底膜，反而会导致听力的进一步损失。　　 在实验周期内，PZT压电陶瓷植入豚鼠体内没有发生明显的毒性反应，考虑到铅在淋巴液中溶出的累积效应，非铅系压电材料将是压电耳蜗植入材料的首选。　　 为改善植入材料的机械性能和声阻抗特性，分别采用热扩散方法和真空浸渍法制备了PZT/SiC和PZT/Polymer复合材料。SiC分布在PZT的晶界上，使晶界得到了增强，显著提高了PZT陶瓷的机械性能。3-3型PZT/Resin复合材料的体积密度比致密PZT陶瓷明显降低，可有效改善它与淋巴液之间的声阻抗匹配；陶瓷相体积分数为68％的PZT/Resin复合材料的静水压电电压常数可达42x10-3Vm/N，水声优值超过5000×10-15m2/N，可以预期3-3型PZT/Resin复合材料在淋巴液中具有更好的声电转换特性。