骨植入物应该有利于新骨、血管和软组织的形成,并因此在现有骨和骨移植材料之间搭建一个桥梁以有利于受损骨组织的再生重建。生物医用钛金属材料由于能满足上述这些条件而成为一种很好的骨植入材料。众所周知,骨植入物很容易被细菌感染,这往往会导致植入失败、延长痊愈时间、增加手术费用,甚至带来一系列并发症而引发死亡。因此,完美的骨植入材料不仅要有良好的生物相容性、易于操作、与骨组织有很好的机械相容性、来源广泛以及可再吸收或生物可降解,而且也应抑制病原体的生长。纳米材料在骨科中起到很重要的作用,因为人骨本来就是由纳米结构的胶原纤维和羟基磷灰石纳米晶体组成的纳米尺度的结构。因此模仿骨组织的纳米形貌特性在组织工程里是一个新兴的研究领域,基于金属钛的纳米材料已经被用作促进骨再生的支架。纳米结构的氧化锌拥有很多优良的特性(良好的热稳定性,很强的抗菌性和低成本)而成为最有前景的无机抗菌材料,特别是用于组织再生。为此,本文采用水热法在钛金属表面制备了 ZnO纳米棒并掺杂Ag纳米颗粒。在钛金属表面构建功能化的纳米结构表面,探讨最佳实验参数。由于Ti02纳米管的中空结构,具有较大的比表面积,可以负载各种无机、有机以及生物小分子药物,本文以万古霉素作为模型药物,通过旋涂法覆盖pH可控的ZnO-FA量子点进行药物缓释。主要内容总结如下:1.医用钛金属表面生长银/氧化锌纳米棒通过旋涂和水热结合法在钛金属表面成功制备了 ZnO纳米棒阵列,通过真空镀膜仪喷涂在ZnO纳米棒表面覆盖一层Ag纳米颗粒。测试结果表明氧化锌纳米棒垂直生长,银纳米粒子负载在氧化锌纳米棒的外表面。氧化锌纳米棒有很好的抗菌性,负载银后抗菌性增强。2.钛表面纳米管阵列的构建及其生长机理研究利用阳极氧化法通过调节反应参数在医用钛合金表面构建纳米管结构,研究阳极氧化反应反应温度、电压、时间等实验参数对TiO2纳米管形貌的影响,为后续载药实验提供形貌可控的TiO2纳米管。本论文对TiO2纳米管的形成机理进行了初步探讨,通过反应过程中瞬时电流与时间的关系曲线得知,纳米管的形成过程分三个阶段进行,即高电阻的TiO2阻隔层的形成阶段,钛金属表面凹点和孔洞形成阶段,电化学氧化和电化学腐蚀达到一个动态平衡阶段。3.纳米管负载抗菌模型药物(万古霉素),并研究其药物缓释机理纳米管负载抗菌模型药物(万古霉素),将制备的ZnO-FA覆盖在纳米管表面。探讨pH值对ZnO-FA缓释涂层的影响从而影响药物释放速率。研究发现,万古霉素对金黄色葡萄球菌的抗菌性较好,并且随着pH值的变化,药物的释放速率可以得到调整。