水凝胶是一种通过物理或者化学交联具有三维网络结构、在水中可以溶胀的亲水性聚合物材料。组织工程体外模拟实验显示出聚乙烯醇(PVA)及其复合水凝胶具有与天然软骨相类似的溶胀、力学性能以及润滑性能，这些仿生性能可以为细胞的增殖和分化提供更接近人类天然软骨的细胞外基质微环境，为其成为组织工程软骨修复材料提供了很大的可能性。但是，它们还存在与周围组织不能够很好的融合、生物相容性不够好、成胶不可控等缺点而限制其应用。羟基磷灰石（Ca10(PO4)6(OH)2, Hydroxyapatite, HA）具有骨诱导性、无毒、非炎性、非免疫性，可以和周围组织表面直接形成化学键而具有很好的生物活性和相容性，因此是一种理想的改善复合材料性能的无机材料。海藻酸钠有可能使成胶可控，形成注射型水凝胶。本文针对HA的优点对PVA复合水凝胶进行改性，系统的测定了其物理化学性质。并初步研究了SA/HA水凝胶的制备及物理化学性质。其目的是，探索HA对PVA复合水凝胶性质的影响，探索可注射水凝胶的研发，为软骨修复水凝胶的研发和改性提供有参考价值的信息。本论文的研究工作主要包括以下三个方面：　　1.分别采用直接共混合和原位合成的方法得到聚乙烯醇(PVA)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/羟基磷灰石(HA)混合溶液，然后采用循环冷冻-解冻物理交联的方法得到PVA/PVP/HA复合水凝胶。通过XRD和FT-IR进行晶型和结构分析，结果显示HA和 PVA/PVP基体之间没有晶型干扰，但红外偏移说明两者之间有较强的分子间相互作用。用SEM和TEM观察水凝胶的微观形貌，结果显示采用原位法合成的复合水凝胶中羟基磷灰石比直接混合方法具有更好的分散效果；与水环境相比，PVA溶液可起到分散剂的作用，提高HA的分散性，在一定程度上降低HA粒子的团聚现象；HA的加入使得复合凝胶三维网络结构的孔径变小，孔洞结构变得更加紧密。用流变仪在频率扫描下测定储能模量和损耗模量的变化情况，结果显示储能模量和损耗模量随HA的含量增加均呈现出先增加后减小的变化趋势，当HA的质量百分数为3.0％时，储能模量和损耗模量均有最大值，此时力学性能最好。测定干凝胶的溶胀行为，结果显示干凝胶溶胀平衡后的含水量远远小于干燥前水凝胶的含水量；溶胀平衡时的含水量和溶胀速率常数随HA的增加而减小；介质环境对溶胀平衡时的含水量和溶胀速率常数有一定的影响，但HA对溶胀的介质效应影响不大。通过DSC测定水凝胶的失水动力学和干凝胶的熔融焓进而计算失水活化能和结晶度，结果显示：HA的加入使得凝胶的结晶度下降，增加了复合水凝胶的失水活化能和水在凝胶中的扩散活化能，说明HA增加了水凝胶的保水性能。通过TGA测定干凝胶的失重情况，结果显示出PVA/PVP/HA比PVA/PVP有更高的分解温度，说明HA使凝胶结构更稳定。总之，HA的加入使得PVA/PVP/HA复合水凝胶孔径减小，网络结构更加紧密；增加储能模量，提高力学性能；降低含水量、但对溶胀平衡时含水量及溶胀速率常数的影响不大；降低凝胶的结晶度，提高失水活化能和扩散活化能，增加了水凝胶的保水性能。　　2.采用循环冷冻解冻物理交联的方法制备了聚乙烯醇(PVA)/壳聚糖(CS)/羟基磷灰石(HA)复合水凝胶。通过 XRD和 FT-IR进行晶型和结构分析，结果显示 HA与PVA/CS基体间无化学反应、无晶型干扰，红外图谱的偏移说明两者间有较强的分子间相互作用。用流变仪在频率扫描下测定储能模量和损耗模量的变化情况，结果显示储能模量和损耗模量随HA的含量增加均呈现出先增加后不变的变化趋势，当HA的质量百分数为3.0%时，储能模量和损耗模量均有最大值，此时力学性能最好。通过SEM观察水凝胶微观断面形貌，结果显示，HA的加入可以影响凝胶的网络结构，使孔洞数量增多、孔径变小、结构更加紧密，且随着HA百分含量的增加这种影响越明显。测定干凝胶的溶胀行为，结果显示：干凝胶溶胀平衡时的含水量均随HA的增加而减小，溶胀平衡后的含水量远远小于干燥前水凝胶的含水量；介质中的溶质对水凝胶的溶胀行为有影响，HA含量对水凝胶溶胀的介质效应有比较显著的影响，与蒸馏水环境相比，HA使NaCl溶液和葡聚糖溶液中的溶胀平衡含水量和溶胀速率常数明显降低。通过 DSC测定水凝胶失水失水动力学，结果显示：HA的加入增加了复合水凝胶的失水活化能和水的扩散活化能，即增加了水凝胶的保水性能。总之，HA的加入使得PVA/CS/HA复合水凝胶孔径减小，网络结构更加紧密；增加储能模量，提高力学性能；降低含水量，降低了溶胀平衡含水量及溶胀速率常数；提高失水活化能和水的扩散活化能，增加了水凝胶的保水性能。　　3.分别以羟基磷灰石(HA)/葡萄糖酸内酯(GDL)作为Ca2+释放体系，和以CaCl2溶液作为离子交联剂，采用原位释放法和反滴定法制备了海藻酸钠(SA)水凝胶。并初步研究了HA的质量含量mHA和f[n(Ca2+)/n(GDL)]值对SA水凝胶含水量、成胶时间、流变性质、失水动力学等理化性质的影响。结果显示：HA/GDL作为Ca2+释放体系形成的水凝胶均匀性更好，成胶时间和含水量随着f值的增加而增加，随着mHA值的增加而减少，当(mHA=1.00g, f=2)时形成的SA水凝胶具有最高的储能模量和损耗模量，力学性能最好，与CaCl2溶液作为离子交联剂形成的SA水凝胶相比，具有更高的失水活化能和水的扩散活化能，保水性能更好。这一体系的研究提示：以HA/GDL作为Ca2+释放体系制备SA/HA水凝胶，有可能使成胶时间可控，这对于研发可注射型水凝胶更有意义。