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水凝胶是一类通过化学/物理相互作用交联形成的具有三维网络结构的亲水性聚合物。由于其独特的三维网络结构、优异的吸水性以及生物相容性,水凝胶被广泛应用于生物工程和医药领域。其中,聚乙烯醇（PVA）水凝胶由于具有类似于细胞质基质的结构而受到广泛关注。目前普遍认为纯PVA水凝胶的机械性能较差,其实际应用仍受到极大限制。针对这一问题,本文以PVA水凝胶为基体,采用有机硅复合方法对PVA水凝胶的机械性能进行了改善,并考察了其亲水性能和生物相容性,使其发展为一种具有实用价值的生物医用材料。一、通过在PVA溶液中原位聚合生成聚二甲基硅氧烷（PDMS）弹性体微球（Ms-PDMS）,发展了Ms-PDMS/PVA复合水凝胶的制备方法,巧妙解决了PVA和PDMS两种不相容材料之间的均匀复合问题。结果表明,Ms-PDMS/PVA复合水凝胶具有三维网络结构,并且形状规则的PDMS微球（5-10μm）能够均匀分散在PVA水凝胶中未发生团聚现象;Ms-PDMS的引入不会对PVA水凝胶的结晶性产生不良影响;Ms-PDMS/PVA复合水凝胶在保持高含水量（>80%）的同时其压缩性能显著增强（压缩弹性模量4.5 MPa）。然而,由于Ms-PDMS与PVA结构之间不存在相互作用,该方法只能改善水凝胶的压缩性能。总之,该方法为两种不相容材料的复合问题提供了一种新思路,为改善水凝胶力学性能设计了一种新途径。二、在Ms-PDMS/PVA复合水凝胶的研究基础上,进一步引入水溶性硅油以增强亲水性PVA与疏水性Ms-PDMS之间的相互作用,从而提高其拉伸性能。结果表明,引入水溶性硅油后的水凝胶仍具有良好的三维网络结构,Ms-PDMS能均匀地嵌入水凝胶基体中;复合水凝胶的拉伸性能较纯PVA水凝胶有明显提升（拉伸强度0.47 MPa）,并且该水凝胶具有良好的亲水性能和生物相容性。该工作在第一部分内容基础上显著提高了PVA水凝胶的拉伸强度,提供了采用“两亲性”分子作为连接剂来改善该复合水凝胶拉伸性能的研究思路。三、受上述硅油作用启发,利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）可以水解生成硅烷醇,同时自发缩聚形成有机硅氧烷（含有-OH和-NH2）的性质,将KH550水解产物引入PVA水凝胶来提高其机械性能。结果表明,该有机硅复合水凝胶具有良好的三维网络结构;与PVA水凝胶相比,其拉伸性能提升了12倍,压缩性能也提升了近5倍。此外,细胞活力检测数据显示该水凝胶具有良好的生物相容性。基于KH550水解的有机硅-聚乙烯醇共聚互穿网络水凝胶在保持高水含量（>82%）的情况下仍具有优异的机械强度和生物相容性。综上所述,采用有机硅复合方法使PVA水凝胶的机械性能得到了显著改善,所制备的Ms-PDMS/PVA复合水凝胶、Ms-PDMS/PVA/硅油复合水凝胶和基于KH550水解的有机硅-聚乙烯醇共聚物互穿网络水凝胶同时具有良好的三维网络状结构、高水含量以及优良的机械性能和生物相容性。其可以作为生物材料应用于生物工程和医药等领域。