钛及其合金由于优异的生物学性能被广泛应用于硬组织修复。但是钛基硬组织修复材料在植入过程中容易发生细菌感染,从而导致植入体松动甚至植入失败。而且钛金属弹性模量远大于自然骨组织,容易造成应力屏蔽,阻碍植入体与骨组织间的应力传导。涂层改性可赋予植入体表面良好抗菌性能以及优良的生物学性能。TiO₂是钛及其合金表面常用的涂层,具有良好的生物相容性,并且可以和钛金属基底结合良好,但其抗菌性能不理想;纳米Zn O（nZnO）具有良好的广谱抗菌性能,但其生物安全性能饱受争议。本研究拟在钛基底上构建一种新型ZnO/TiO₂复合涂层,并对其表面抗菌性能和生物学性能探讨,从而制备具有一定抗菌性能同时能促进骨整合的表面涂层结构。主要研究工作及结果如下:1.采用水热法在纯Ti表面原位生成TiO₂纳米棒结构,再采用低温液相沉积处理,结合高温烧结法在TiO₂表面复合一层ZnO,制备出n ZnO/TiO₂复合涂层结构。通过调控不同的反应温度形成不同粒径为50 nm、65 nm和80 nm的nZnO涂层,SEM观察显示nZnO呈纳米棒状阵列排布。X射线衍射（XRD）分析发现涂层主要为锐钛矿（TiO₂）与闪锌矿（ZnO）;高分辨透射电镜（HRTEM）可知两种晶体都沿固定的晶面取向生长。X射线光电子衍射（XPS）证实氧有2种结合能,分别与Ti和Zn成键。能谱面扫描分析（EDS）结果表明涂层表面的元素分布均匀。nZn O涂层表面粗糙度高于TiO₂和纯Ti,而其接触角显示低于TiO₂涂层和纯Ti。纳米压痕实验表明,不同纳米尺寸的复合涂层表面弹性模量分别为13.2±1.0 GPa,11.8±1.4 GPa,10.6±0.9 GPa,与人体自身骨组织弹性模量相匹配。2.以大肠杆菌（E.coli）与金黄色葡萄球菌（S.aureus）为细菌模型,采用抑菌率、细菌活死染色及细菌在材料表面形态研究涂层的抗菌性能。结果表明:所有涂层都有一定的抗菌性能,且在nZnO/TiO₂表面涂层的抑菌率明显高于TiO₂涂层。当复合涂层表面nZnO的粒径为50 nm时,材料的抑菌活性最高,可达到80%以上,呈现出涂层的抗菌性能随着表面纳米粒径的减小而增强的趋势。且nZnO/TiO₂涂层对S.aureus的抑菌效果强于E.coli。3.以MC3T3-E1为模型细胞,从细胞的粘附、铺展、增殖、分化水平对涂层表面的细胞响应性进行了研究。nZnO/TiO₂涂层可以促进成骨细胞的增殖以及ALP的表达,且nZnO尺寸越小,涂层的促进作用越强。4.压电性能测试表明,制备到的复合涂层具有一定的压电效应;ZnO晶粒越小,静态压电感应系数d₃₃越大。采用BOSE系统的原位应力细胞培养试验,通过细胞增殖,ALP表达及形态观察分析,表明材料表面参数的压电刺激对细胞的铺展、增殖、分化、有促进作用。且在一定的程度上,材料表面的电刺激越高,对细胞铺展、增殖、分化作用越强。本研究的新颖性在于制备了nZnO/TiO₂复合涂层,复合涂层以纳米棒状阵列为表面结构,具有适宜的弹性模量,优良的抗菌性能以及良好的生物性能,是一种具有良好应用前景的钛基植入体表面涂层。