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聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥是骨科临床上常用的可注射型修复材料,能够使用于人工关节置换术及脊椎固定等方面。但是PMMA骨水泥聚合过程中体积收缩而导致其与宿主骨界面产生轻微间隙并且存在弹性模量过大、凝固温度较高、缺乏生物活性等问题。虽然课题组前期研发的可注射型吸水膨胀聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)[P(MMA-AA)]骨水泥一定程度上解决了PMMA骨水泥体积收缩的问题,但由于PMMA疏水相阻碍了水分传递,使P(MMA-AA)共聚物微球吸水向外扩展的能力不能完全释放,导致P(MMA-AA)骨水泥膨胀倍率较低,同时其抗压强度值也有所降低。针对上述问题,本研究在P(MMA-AA)骨水泥固相中以物理混合与分散聚合两种方式引入氧化石墨烯(GO),同时以亲水的甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)代替部分液相单体,以期望获得吸水膨胀和力学性能兼具的改性复合骨水泥。研究了GO和HEMA含量对复合骨水泥理化性能、吸水性能、膨胀性能、力学性能和生物性能的影响,取得的研究结果如下:(1)以物理混合方式引入GO制备出了P(MMA-AA)/GO复合骨水泥,实验结果表明,添加GO能够改善复合骨水泥理化性能,面团期延长至215 s~665 s,凝固时间延长至22.4min~53.8 min,凝固温度降低到51.1℃~87.6℃。P(MMA-AA)(MBA5)/GO1复合骨水泥在模拟体液(SBF)中平衡吸水及膨胀倍率相比未添加GO组分分别提高了4.2%和4.7%,其抗压强度值相比未添加GO组提高了4.5 Mpa,此外,细胞毒性结果表明P(MMA-AA)/GO复合骨水泥的细胞毒性低于PMMA骨水泥。(2)以分散聚合方式引入GO时,FTIR和Raman图谱表明GO参与聚合反应,P(MMA-AA)-GO复合骨水泥吸水及膨胀性能进一步提高,其中P(MMA-AA)-GO0.4复合骨水泥在SBF中平衡吸水和平衡膨胀倍率相比P(MMA-AA)(MBA5)/GO1复合骨水泥提高了25.9%和28.3%,此外抗压强度相比未添加GO时提高了7.6 Mpa,细胞实验表明,GO的加入促进了骨水泥表面细胞的粘附与增殖。(3)HEMA部分替代MMA液相后制备出了P(MMA-AA)-GO-PHEMA复合骨水泥,发现虽然凝固时间随着HEMA的含量增加而缩短,但吸水和膨胀性能逐渐提高。HEMA含量为40 vol.%时,复合骨水泥在SBF中具有非常高的平衡吸水和平衡膨胀倍率(105.4±2.1%和105.2±4.7%),且抗压强度显著提高为69.8±1.8 MPa,能够满足骨植入材料填充要求,同时,加入HEMA后降低了细胞毒性。