近年来,随着人们对于周围环境和自身健康要求的提高,医用生物聚酯材料由于其具有优良的生物相容性和降解性,得到材料学家和医学家的青睐。这类聚酯材料分子结构简单,具有良好的力学性能,被广泛应用于医疗器械以及医用可植入材料中。多年以来,关于这类材料的研究一直吸引着人们的关注,但是这些研究都是关于材料的宏观机械性能改性,鲜有人从纳米尺度上对其内在机理进行研究。本论文借助基于原子力显微镜的单分子力谱技术手段,结合量子力学计算,系统研究了几种典型医用生物聚酯材料(PGA、PCL和P3HB)在单分子分散态的分子链内的本征力学弹性行为和聚集态的分子链之间的相互作用,进而从单分子层次上揭示内在的分子结构和链结构对于其宏观材料力学性能的影响以及内在机理。从获得的单分子力谱结果和基于量子力学计算的理论模型拟合结果可以发现,PGA、PCL和P3HB这几种聚酯分子都可以在壬烷中获得它们的本征弹性,而且它们的弹性与溶剂质量无关。它们的本征弹性不仅可以分别被QM-FRC模型、QM-WLC模型以及QM-FJC模型很好地确证,而且拟合参数正好均与其结构单元长度相关。结合课题组之前获得的PLLA的本征弹性,发现PGA和PCL具有相同的本征弹性,而P3HB和PLLA具有相同的本征弹性,但是在PGA和PLLA之间,却由于它们分子结构上侧链基团的差异而在力曲线上产生了明显的差异。由于PLLA和P3HB侧链上的甲基支链的存在,导致产生空间位阻作用,进一步限制了主链上酯键的旋转,最后导致它们的分子链本征弹性的差异,而主链上亚甲基的数量差异并没有明显影响。在水中时,由于它们与水分子之间并无特殊相互作用,从而在中高力区具有和本征弹性一样的单分子链弹性,但是在低力区却由于疏水作用导致链塌缩的影响会产生一段约80pN的长平台。在聚集态时,PGA和P3HB分子链之间并没有形成特殊的超分子结构,而是表现出与单分子分散态时相同的单链力学弹性,但是PCL分子链之间则会由于分子间作用力的存在形成折叠结构。基于以上结果可以推测出,这种分子链弹性上的微弱差异,正可能就是该类聚酯材料在宏观力学性能上明显差异的内在原因。