医用钛及钛合金因具有优异的机械性能和生物相容性被广泛应用于临床骨科和牙科等硬组织替代。研究表明,细菌感染是导致植入体失败的主要原因之一。侵入性的细菌不仅可以直接粘附于植入体表面,干扰成骨相关细胞的生物学功能,而且激活宿主免疫系统,刺激炎性巨噬细胞和抑制骨生成。因此,制备多功能（抗菌、抗炎、促成骨）钛植入体是克服这个问题的关键。在本论文中,我们利用溶剂热法在碱热处理的钛（AT）材料表面合成了混合Mg和Zn两种金属的有机骨架材料（Mg/Zn-MOF74）,使其具有抗菌、抗炎和促成骨的生物功能,并对其体内和体外的生物学响应进行了初步评价,主要研究内容和结论如下:1.钛材表面Mg/Zn-MOF74涂层的合成及表征利用溶剂热法在碱热处理的钛（AT）材料表面合成了混合Mg和Zn两种金属的有机骨架材料（Mg/Zn-MOF74）。SEM、EDS、水接触角和XRD等结果表明:在AT表面成功构建了Mg/Zn-MOF74复合涂层。并通过涂层稳定性实验检测出纯镁涂层（AT-Mg）具有最弱的稳定性,且随着涂层中锌含量增加,涂层稳定性逐渐增强。此外,我们还利用Nano-drop和原子吸收方法检测了DHTA、Zn²⁺和Mg²⁺的释放。结果表明:Mg/Zn-MOF74涂层在pH6.5条件下更容易降解;在pH7.4条件下随着锌离子数量的增加,DHTA和Zn²⁺的释放速率显着降低,Mg²⁺释放速率略有增加。2.钛材表面Mg/Zn-MOF74涂层的体外细胞相容性和抗炎评价本研究首先从细胞水平和分子水平考察了Mg/Zn-MOF74涂层对成骨细胞粘附、增殖及分化的影响。FDA荧光染色结果表明:样品在PBS溶液中预浸3天,由于MOF74涂层的充分降解,所有MOF74修饰的样品显示出优异的细胞相容性。CCK-8、ALP、矿化、胶原分泌和成骨基因表达（ALP,COLⅠ,OPN和OCN）实验结果进一步说明:该涂层能够促进成骨细胞增殖和分化。另外,巨噬细胞的FDA染色实验、活性实验和炎症因子表达结果说明:Mg/Zn-MOF74复合涂层具有早期抗炎的作用。最后,通过DHTA、Mg²⁺和Zn²⁺对成骨细胞的影响实验证明:适量的DHTA能够显著增加成骨细胞的活性;成骨细胞对Zn²⁺的敏感度很高,0.005μM的Zn²⁺能够有效促进成骨细胞的增殖;与DHTA和Zn²⁺不同,Mg²⁺（10μM内）的添加能增加成骨细胞的活力,其效果随着浓度的增加而增加。3.钛材表面Mg/Zn-MOF74涂层的体外抗菌评价利用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌对MOF74涂层表面抗菌性能进行了评价。抗粘附SEM实验表明:改性后的钛材表面能够显著降低两种细菌的的粘附量,并且能够有效地抑制细菌的增殖,具有短期抗菌功能。涂布平板法计算抑菌率实验结果则表明AT-Mg,AT-Mg/Zn3和AT-Mg/Zn5三组样品具有更高的的抗菌率。随着培养时间的增加,不同样品的抑菌率略有下降但整体趋势无显著变化。此外,DHTA、Mg²⁺和Zn²⁺对细菌生长抑制实验表明,DHTA和Zn²⁺可以显著抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长,其效果随着浓度的增加而增强,添加Mg²⁺无任何抗菌性能。4.钛材表面Mg/Zn-MOF74涂层的体内生物学评价本研究中,我们利用涂布平板法、HE染色以及Micro-CT的实验,进一步证实了AT-Mg/Zn3植入物在三组样品中具有最高的抑菌率（超过90%）。同时,AT-Mg/Zn3对促进新骨的形成具有显著促进作用。5.钛材表面Mg-MOF74和Sr-HA的复合功能化涂层的研究利用SEM、EDS、水接触角和XRD等表征结果证明:在纯Ti表面成功构建了Mg-MOF74和Sr-HA的复合涂层。体外细菌粘附、涂布平板、FDA染色和CCK-8实验证明Sr-HA-MOF74涂层在早期具有优异的杀伤金黄色葡萄球菌,大肠杆菌和Saos-2骨肉瘤细胞的能力。同时,细胞活性实验、胶原、矿化和ALP实验证明该涂层可促进成骨细胞的增殖和分化。