双交联聚乙烯醇/海藻酸钠水凝胶的制备与表征

徐梦洁¹，张秀梅¹，胡银春¹，魏延¹，杜晶晶¹，连小洁¹，陈维毅^1,2，黄棣^1,2

1. 太原理工大学生物医学工程学院生物医学工程系纳米生物材料与再生医学研究中心2. 太原理工大学生物医学工程研究所材料强度与结构冲击山西省重点实验室

摘 要：以聚乙烯醇（PVA）与海藻酸钠（SA）为原料,利用CaCl₂/硼酸溶液进行化学交联,再通过循环冷冻解冻物理交联,制备出PVA/SA水凝胶。分析讨论了水凝胶的交联机理、结构、力学性能、含水率、孔隙率及细胞相容性。红外光谱分析表明,经CaCl₂/硼酸溶液交联后,Ca²⁺与SA中的-COO^-形成络合,硼酸溶液中B（OH）₄^-与PVA交联形成交联结构,循环冷冻解冻促使了复合水凝胶中分子间和分子内氢键的形成。扫描电镜测试表明,PVA/SA水凝胶内部具有丰富的多孔结构,孔径约5～30μm。水凝胶的性能可通过交联剂浓度等进行调控,其中m（PVA）/m（SA）为8∶2,交联剂质量分数为5%时,水凝胶压缩模量和压缩强度分别达到（121.84±3.03） kPa和（636.18±68.71） kPa;含水率和孔隙率分别为83.73%和79.98%。细胞培养结果表明,双交联PVA/SA水凝胶细胞相容性良好。

关键词：聚乙烯醇;海藻酸钠;双交联;水凝胶;