在当代,由环境污染、人口老龄化和意外创伤等原因引起的健康问题使生物材料成为了热点研究领域。人们对这种可以替换破损或者因疾病引起恶化的组织的材料的需求日益提高。其中,钛基生物医用植入体由于其优异的生物相容性、骨传导性以及力学性能已经被广泛应用于牙科以及骨科整形临床治疗中。但是由于钛合金天然的生物惰性,植入体在进入人体环境后不能与宿主良好的结合在一起,由此可能引发血栓等问题使植入手术失败。同时,虽然在植入体生产和临床手术过程中都有严格的杀菌要求,但是实际手术当中,因人体内细菌、皮肤上的细菌以及医护人员和环境中的细菌引起的术后感染仍然很难避免。由此造成的一系列并发症及可能进行的术后手术将使治疗成本大大提高,更会让病人承受巨大的痛苦。临床上传统的解决途径主要是注射或服用各类抗生素,但是近年来研究人员发现长期使用这类药物会产生耐药细菌。相反,无机抗菌剂可以有效抑制细菌繁殖并且避免抗药菌株的产生。基于以上问题,本论文将基于原子层沉积技术(atomic layer deposition,ALD),在钛金属表面构建氧化锌(ZnO)纳米抗菌材料,并探索最适合的实验参数。本文探索了不同形貌、不同含量的氧化锌对细菌的抑制作用以及其杀菌机理。同时还将讨论钛金属表面无机抗菌结构的组成以及形貌对其细胞相容性的影响。研究的基本内容具体包括如下工作:1、基于ALD沉积ZnO以及碱热处理对钛金属表面的改性首先对钛片进行碱热处理,在表面形成具有大比表面积的多孔结构形貌并使表面富含羟基,并且增加钛表面的生物相容性。然后利用ALD技术在碱热处理的钛表面上制备不同厚度的氧化锌纳米薄膜,从而赋予钛金属表面抗菌性能。测试结果表明碱热处理后的钛片具有亲水性,生物相容性较好,而带有氧化锌薄膜的表面结构则具有自抗菌性能。2、利用ALD在钛表面的聚多巴胺或者壳聚糖改性后的碳纳米管上制备纳米薄膜。首先利用混酸对碳纳米管进行处理,随后利用天然高分子多巴胺或者壳聚糖对酸处理后的碳纳米管接枝改性。然后用浸涂法将改性后的碳纳米管以涂层的方式制备到钛基底上,最后利用ALD技术在碳纳米管的复合涂层上制备纳米ZnO薄膜。测试结果表明,碳纳米管的改性成功,并且可以通过浸涂沉积到基底表面,后续进行的ALD沉积得到的ZnO分布均匀。3、基于ALD技术的氧化锌/碳纳米管/壳聚糖复合纳米抗菌涂层的构建首先依次利用混酸和壳聚糖对碳纳米管进行改性,改善其生物相容性。然后利用电泳沉积(electrophoretic deposition,EDP)将碳纳米管/壳聚糖复合物沉积到碱热处理后的钛片上。最后利用ALD将不同厚度的ZnO薄膜沉积到碳纳米管/壳聚糖复合材料上。测试结果表明,杂化材料均匀分布在钛金属表面,不同参数的制备方法可以获得不同形貌,不同ZnO含量的纳米结构。抗菌实验以及生物相容性实验表明这种涂层同时具备较高的抗菌效率和调控成骨细胞行为的功能。