近年来,随着生命科学和材料科学的迅猛发展,生物医用材料得到了广泛的应用,被应用于疾病的诊断、治疗以及病损组织的修复替换。尤其是活性生物医用材料理念的提出,吸引了越来越多的科学家进行相关的研究,取得了显著的进步。活性生物医用材料是一种能有效感知机体的微弱变化,并及时有效做出响应的智能交互材料,目前已经被开发用于药物的远程控制释放和人造组织替换等领域,并取得初步成效。作为合成有机磷材料的重要单体磷杂环戊烷,种类丰富,易于制备,且开环产物生物相容性良好,修饰性优异,因而可以开发出满足不同使用需求的生物医用材料。在本论文中,我们选择系列的磷杂环戊烷单体,利用不同的开环方式制备了相应的聚合材料,主要应用于纳米药物载体和生物组织工程。取得了如下研究成果:(1)采用N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯开环磷杂环戊烷制备了细胞膜仿生的胆碱磷酸单体(MCP),然后通过原子转移自由基聚合(ATRP)形成嵌段共聚物,将疏水药物阿霉素(Dox)通过pH响应的酰腙键连接到高分子链上形成大分子前药。系统地论证了多价CP与细胞膜上的磷脂酰胆碱头基发生相互作用,有效促进细胞的内在化,提高胞内药物浓度。同时,当药物进入胞内后,在溶酶体内的酸性环境有效促进酰腙键断裂,将Dox释放后,在细胞质中发挥作用;(2)在前期工作的基础上,制备了新的多价CP高分子载体,即聚己内酯嵌段聚胆碱磷酸PCL-b-PMCP。我们还将具有还原响应的双硫键(-s-s-)引入高分子主链中,赋予载体优异的还原刺激响应性。首先,CP基团不仅赋予了该载体优异的亲水性,增强的药物装载量,还有效提高细胞的内在化效率;而且CP的密度对细胞内在化效率的影响显著,随着分子链上CP密度的增加,细胞内在化效率有效提升。其次,由于细胞内在化还原物质谷胱甘肽的浓度差异,该纳米药物能有效避免胞外提前释放,实现了定点胞内释放,有效提高胞内药物浓度,提高治疗效果;(3)采用聚乙二醇(PEG)开环磷杂环戊烷单体的方案制备了生物可降解的聚磷酸酯材料,再引入系列丙烯酸酯化的核苷酸,通过自由基引发与侧链上的丙烯酸酯交联形成凝胶。在核苷酸多重氢键和疏水相互作用下,这些核苷酸修饰的聚磷酸酯凝胶可以有效粘接到不同的基底上,例如玻璃、硅橡胶、PTFE、塑料以及新鲜的动物组织等。此外,通过控制核苷酸的添加量以及添加种类,我们可以有效控制凝胶的粘接强度。体外降解实验证明了该凝胶在碱性条件下能有效降解,而在酸性条件下能稳定使用,有效解决凝胶的降解难题和粘接性,在生物医用凝胶领域具有潜在的应用价值。