因疾病、自然灾害、战争等原因使得世界范围内的血源严重短缺，与此同时，天然血液储存期短，输血前复杂的交叉配型并且具有潜在感染疾病的风险等加剧了血源的紧张。因此研制具有天然血液功效、使用安全、储存方便的人工氧载体迫在眉睫，具有重要的科学及现实意义。 本研究从结构和功能上模拟天然红细胞，以可生物降解聚合物为壳材，采用五步改性溶剂扩散-挥发复乳化法制备载牛血红蛋白纳米微囊(hemoglobin-loaded nanopartiles，HbP)型氧载体。为避免高强度分散措施对血红蛋白的影响，通过表面活性剂的加入及溶剂筛选，在初乳和复乳阶段均采用较温和的超声波分散，获得95％以上的高包封率、平均粒径约200 nm的微囊。结果表明油相中表面活性剂亲水-亲油平衡(HLB)值对包封率有显著影响，且与外水相表面活性剂匹配才能获得高的包封率。混合表面活性剂Poloxamer188/Span80比单一表面活性剂Span80能更稳定乳液，提高包封率。表面活性剂浓度高，乳液稳定、包封率高、粒径分布窄。溶剂脱除速率适中有利于获得较高的包封率、较小的粒径和粒径分散指数。 血红蛋白氧化形成无载氧功能的高铁血红蛋白(methemoglobin，metHb)是制备理想氧载体的一个很大挑战。市售的牛血红蛋白原料经分析90％已氧化，基本丧失携氧-释氧功能。如何恢复原料的携氧性能并在后续的氧载体制备过程中最大限度地抑制血红蛋白的氧化，使最终微囊中的metHb含量可控是制备过程的关键。本文建立一套新颖的两步还原及过程优化的非酶还原系统，包括用连二亚硫酸钠(sodium dithionite，SD)实行快速前还原和采用人血浆中的小分子还原剂实现持续后还原及过程优化来控制HbP内的metHb含量。在第一步前还原中，采用SD/Hb=2比例的还原剂能将原料中超过90％的metHb含量还原到1.21％。复乳化制备过程中，乳化强度越高，血红蛋白氧化越严重。油相中嵌段了PEG链段的共聚物及水溶性溶剂如乙睛的加入能有效地抑制血红蛋白的氧化。同时还发现乙睛的加入能增大微囊表面孔径。通过不同分子量物质的扩散规律来估测微囊孔径大小，由此选择血浆中的抗坏血酸和谷胱甘肽进一步将优化条件制备的微囊内约5.6％的metHb含量还原到1.25％。红外光谱及圆二色谱图显示HbP内蛋白的结构得到很好的保留。HbP的氧解离曲线、P50(26.1mmHg)及Hill系数(2.0512)和天然血红蛋白的非常接近，说明血红蛋白的携氧能力恢复且也得到很好的保留，尽管最初由于原料的严重氧化而丧失这种功能。该结果为制备可控metHb含量的氧载体提供借鉴，为后续的体内实验实现为组织携氧-释氧提供保障。 评价氧载体有效性指标为其携氧-释氧性能。由于所用高分子聚合物壳材强度高，微囊粒径小，临床上测定人血液携氧性的仪器无法有效地测试本研究制备的纳米微囊。借鉴脉冲血氧饱和度仪中利用近红外光的强穿透性(能穿透可生物降解聚合物壳材并对包封在壳材内的血红蛋白进行检测)，结合氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白在近红外光区域有不同的吸收光谱特性，采用自行研制的密封-平衡装置完成对HbP氧解离曲线、P50等携氧-释氧指标的测定。该套装置和方法无需破损微囊，过程简单，可实现对聚合物微囊型氧载体携氧-释氧性能的无损、在位检测。 为实现体内长效载氧-释氧功能及降低游离血红蛋白引发的毒副作用，血红蛋白应包埋在纳米微囊内。但是，血红蛋白的突释大大消弱这种功能。本文深入研究了影响血红蛋白释放行为(24小时内)的制备因素，如聚合物、内水相加入物、油相中乳化剂浓度、油相与内水相体积比和溶剂。结果表明PEG嵌段共聚物，无论是PCL-PEG两嵌段共聚物还是PEG-PLA-PEG三嵌段共聚物相对于对应的PCL或PLA能显著降低HbP内血红蛋白的突释效应。另外，随着聚合物浓度的增加，血红蛋白释放量降低。如2.5％浓度时血红蛋白释放40.4％，而10％浓度时降为13.2％，突释量降低了27.2％。油相中乳化剂浓度越高，形成的微囊粒径越小，促进蛋白的突释效应。内水相体积通过影响HbP的包封率和粒径而对释放产生影响。内水相体积从0.25 ml开始增加，微囊释放出现先增加后降低，但增加到3 ml时，由于大量的血红蛋白未包封而影响微囊的成囊过程，使蛋白的突释效应明显。PEG200作为内水相添加物促进血红蛋白的突释效应，突释量达到38.4％，比对照组(约21.9％)提高约17％。而PVA和Poloxamer188由于具有两亲性的表面活性功能，能有效降低微囊的释放，24 h分别释放13.0％和5.1％。为降低突释效应，最初的溶剂扩散/萃取速率应慢，而之后的溶剂挥发速率应尽可能快。 在参考医疗器械综合类相关国家标准、《药典》及美国FDA相关指导性文件的基础上，对HbP型氧载体的生物安全性(包括异常毒性检查、细胞毒性，补体激活，凝血和溶血，以及白细胞和血小板计数等)进行了测试和评价。结果显示各项指标均合格，且无血栓形成的潜在危险，即制备的纳米微囊作为氧载体的生物安全性合格。 以上结果可为进一步设计更理想的聚合物纳米微囊型氧载体提供实验依据和指导。