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由于临床输血存在的可行性及安全性问题，合成可大规模生产的安全有效的血液代用品一直都受到研究者的关注。自上世纪60年代T.M.S.Chang首次将血红蛋白(Hb)用聚合物膜包裹起来，并提出人造红细胞的概念，以血红蛋白为携氧单元的氧载体得到了广泛的研究。从20世纪90年代开始，先后有多种基于Hb改性的血液代用品制品进入临床试验的不同阶段，然而化学修饰Hb在临床应用中出现的血压升高、免疫抑制、心肌损伤等副作用，使人们逐渐认识到红细胞结构对传输氧气、维持体内代谢平衡和组织器官正常运转的重要性。微纳米结构担载Hb具有粒径可调、可设计性强、避免Hb与血液接触和体内循环时间长等优点，成为下一代人造红细胞的研究热点。 近年来为了改善通用聚乙二醇(PEG)反应位点较少、可修饰性差的不足，功能化PEG的开发应用成为新的研究领域。本论文基于功能化PEG和生物可降解聚合物，设计合成不同结构的共聚物材料，通过自组装和乳化的方法得到微纳米结构担载Hb，并通过体内外手段评价其作为人工载氧体的可行性。研究内容主要包括以下四个部分: 1.通过环氧乙烷单体（EO和AGE）的阴离子开环聚合和化学改性，得到了多种端基和侧链带不同官能团的功能化PEG材料，进一步通过引发聚合或大分子偶联的方法，得到三嵌段共聚物PEG-b-PCL-b-PAGE(R)，接枝共聚物P(EO-co-AGE)-g-PCL和不对称三嵌段共聚物PEG-b-PCL-b-PEG-R。 2.详细研究了不同结构共聚物的水相自组装行为和胶束性质，得出以下实验结果:(1) PEG-b-PCL-b-PAGE(R)可以在水相形成核-壳-冠结构的纳米胶束，具有良好的细胞和血液相容性，其表面电位可以通过分子量和官能团种类调节，相对于功能链段在中间的共聚物PEG-b-PAGE(R)-b-PCL，其具有更加显著的pH诱导的形貌转变;(2) P(EO-co-AGE)-g-PCL在水溶液中呈现出丰富的胶束形貌，与我们合成的另一种接枝共聚物P(CL-co-DAC)-g-PEG相比，其组成类似，但主侧链亲疏水性不同，其自组装胶束的稳定性也有很大差异，导致对包裹其中的疏水分子产生不同的释放行为，通过两种接枝共聚物的混合组装行为，可以得到粒径、CAC和形貌相异的混合胶束，为我们改善单一组分胶束性能提供了新的途径;(3)我们发展了一种助剂辅助膜水合的方法研究PEG-b-PCL-b-PEG-R的自组装行为。通过调节亲疏水比例，可以使共聚物可控地组装成中空囊泡结构，改变疏水链段组成(P(CL-co-LA)）也不会影响囊泡形成窗口内的组装形貌，此外我们还证明了囊泡膜层是不对称堆积的，预留的功能端基可以实现囊泡的功能化。 3.针对蛋白结构特点，通过双乳液和自组装的方法包裹Hb，并评价担载Hb微纳米结构的结构性能，主要包括:(1)对双乳液法包裹Hb进行乳化参数的优化，对比不同材料对Hb包裹行为的影响，结果表明相比于PCL，PEG-b-PAGE(COOH)-b-PCL微球具有较低的蛋白吸附，较慢的蛋白泄露，良好的血液相容性，以及可通过进一步交联减缓蛋白泄露等优点;(2)探索发展了一种囊泡冻干-复溶的方法将Hb包裹在P(EO-co-AGE)-g-PCL囊泡中，且具有相对于嵌段共聚物更高的包裹效率，包裹后Hb保留了良好的结合气体的能力;(3)通过助剂辅助膜水合的方法，将Hb包裹在mP EG-b-P(CL-co-LA)-b-P EG-R囊泡内，初步探索了化学键合和引入静电作用对蛋白包裹的影响，详细评价了Hb/共聚物囊泡体系的形貌、携氧能力、体外释放和血液相容性等性质。 4.对mPEG-b-P(CL-co-LA)-b-PEG囊泡包裹Hb(HbV)进行放大生产，优化制备工艺，得到与脂质体体系相当的理化性能，与血浆代用品(羟乙基淀粉，HES)联用，制备成HbV/HES复苏液，大鼠体内30％换血表现出良好的安全性，进一步在大鼠血液稀释-换血模型进行液体灌输，不仅起到了很好的扩容供氧作用，而且有效避免了游离Hb引起的肾毒性。