本文旨在应用聚(2-噁唑啉)(POXA)及聚乙二醇(PEG)等亲水性且生物相容性良好的聚合物材料,来探索新的生物医用金属材料表面修饰方法及制备新型的生物医用水凝胶。PEG和POXA都是在结构上满足含有氢键受体、不含有氢键给体的聚合物,在水溶液中呈电中性,同时又具有很好的亲水性和生物相容性。其中PEG已被广泛应用于生物医用材料领域,包括表面修饰、医用水凝胶、靶向药物载体等。而POXA类材料由于其相比于PEG具有更好的稳定性、亲水性等特点,被认为可以用来取代PEG。我们首先采用了聚合物在金属表面电化学组装的方式将这两种聚合物材料修饰在钛金属及316L不锈钢等常用的医用金属材料表面。研究表明聚合物电化学组装方法相对于以往的表面修饰方法具有很多的优点,可以在表面较快地得到PEG或者POXA涂层,并且涂层具有较好的稳定性。修饰上的涂层对材料的抗蛋白质吸附性能、生物相容性、抗腐蚀性能都有所改善。另外,我们制备了基于POXA的医用水凝胶体系。合成了侧链含有双键、含有巯基、或者含有光敏性基团等不同结构的POXA。这些POXA制备的水溶胶可以快速凝胶化制备得到的水凝胶。得到的水凝胶具有很好的透明性、较高的凝胶模量等特点。其中含有光敏性基团的POXA凝胶体系还具有紫外光降解的性质,有望应用于药物可控释放以及制备烧伤用的可控快速降解水凝胶敷料等。本论文共五章内容:第一章绪论,论述了医用金属材料表面修饰以及医用水凝胶领域的研究背景、研究进展等。第二章的研究的内容是邻苯二醌(o-quinone)修饰的PEG(PEG-o-quinone)在钛金属表面电化学组装制备PEG涂层的表面修饰新方法。钛及其合金都具有很好的生物相容性,但在长期的使用过程中,钛及其合金会发生缓慢的腐蚀,从而使表面释放出金属离子,结果引起非特异性蛋白质的吸附,最终导致排异反应的出现。因此为提髙钛合金材料植入生物体后的抗腐蚀性能、耐磨性能和抗蛋白质吸附的性能,往往需要对其表面进行修饰。传统的表面修饰方法存在着诸多的不足,本章中采用PEG-o-quinone电化学组装(e-AM)的方法在钛金属表面接枝PEG涂层。研究表明,该方法可以在钛金属表面快速地组装PEG涂层,且该涂层具有比PEG-邻苯二酚在钛材料表面自组装(SAM)得到的PEG涂层更优异的抗蛋白质吸附、生物相容性和稳定性能。第三章的研究内容是采用部分水解聚(2-甲基-2-噁唑啉)(PMOXA)与多巴胺共同在316 L不锈钢材料表面电化学组装制备具有生物相容性的聚合物涂层。PMOXA部分水解后,部分酰胺键水解会变为仲胺,水解后的PMOXA可以看做是酰亚胺与2-甲基-2-噁唑啉的共聚物(PEI-co-PMOXA)。因此,可以通过PEI-co-PMOXA主链中的仲胺与多巴胺在金属材料表面氧化共同沉积将PMOXA固定在表面。因为仲胺会与聚多巴胺之间发生迈克尔加成反应而结合。该方法可以制备得到PMOXA与聚多巴胺的复合涂层,该涂层可以显著地提高316 L不锈钢材料的抗腐蚀性能、抗蛋白质吸附性能、血液相容性等等。并且由于电化学方法的优势,该方法可以用来修饰形状结构复杂的血管支架,在血管支架表面可以形成覆盖完整的涂层。第四章的研究内容是合成得到侧基含双键和侧基含有巯基官能团的POXA。并将两种POXA组成水溶胶体系,再利用365 nm紫外光催化"click"反应制备水凝胶。因为合成的两种POXA侧链的官能团数目可控,通过采用具有不同的POXA组成的凝胶体系,可以制备模量不同的水凝胶。该体系得到的水凝胶有快速光交联响应性、较高的和可调控的模量,还有非常好的透明度。该水凝胶体系有望用来制备载药水凝胶、伤口保湿促愈合水凝胶、烧伤水凝胶敷料等等医用材料。第五章研究了基于POXA和香豆素衍生物的可光控降解的生物医用水凝胶体系。在本章中,我们首先在7-羟基-4-羟甲基-香豆素两端,利用醇轻基和酚羟基的活性差别分别接上烷烃烯基和甲基丙烯酸酯。利用甲基丙烯酸酯双键与其他甲基丙烯酸单体聚合得到水溶性的聚合物,该聚合物侧链具有双键和可光断裂的酯键。并将其应用于光降解水凝胶体系的研究。其次我们通过将7-羟基-4-经甲基-香豆素酚羟基转化为醇羟基,再通过两端的醇羟基与马来酸酐反应得到两端具有羧基又有双键的化合物,羧基可以使化合物具有水溶性。实验证明该体系可以应用于光可控药物缓释水凝胶的制备。