背景作为医用金属材料,钛及其合金由于其优良的生物相容性,机械性能和化学稳定性在骨科、牙科及整形外科等方面具有广泛的临床应用。但作为生物惰性材料,生物活性较差的钛本身并不具有抗菌性能。通常由于细菌粘附和生物膜形成导致的钛内植入物相关感染是导致手术失败以及二次手术的主要原因之一。因此早期阻止细菌感染是十分重要的。银（Ag）作为一种古老的抗菌元素,具有广谱的抗菌性能和抗生物膜形成的能力,被普遍应用于假体相关的抗感染研究,但由于银离子浓度的安全区间较窄、毒性较大,限制了纳米银颗粒的应用。而纳米表面形貌抑制细菌粘附的物理策略在近期成为新的研究热点和方向。目的我们以二氧化钛纳米杆为基础在钛表面构建了一种全新的针状聚多巴胺载银二氧化钛纳米杆（Ag-Ti O2@PDA NRDs）涂层,利用纳米聚多巴胺涂层将纳米银颗粒螯合在针状二氧化钛纳米杆表面。通过纳米杆表面形貌（物理方法）和纳米银颗粒（化学方法）的协同抗菌,加强Ag-Ti O2@PDA NRDs抗菌性能的同时降低纳米银颗粒毒性,提高材料的生物相容性。方法我们通过水热合成反应发明了一种新型纳米结构生物材料界面,该材料（Ag-Ti O2@PDA NRDs）由针状二氧化钛纳米杆阵列为基底,覆盖PDA和银纳米颗粒复合涂层。通过扫描电镜（FE-SEM）,透射电镜（TEM）,能量色散X光谱（EDX）,X射线光电子能谱（XPS）,银离子释放试验和亲水性检测测量Ag-Ti O2@PDA NRDs的材料表征。通过FE-SEM,活死细菌染色,抑菌环实验,MTT实验,细菌计数,DNA电泳凝胶和蛋白漏出实验检测Ag-Ti O2@PDA NRDs的体外抗菌能力。通过FE-SEM,免疫荧光,CCK-8检测MC3T3-E1细胞在材料上的生物相容性。通过不同银离子浓度（0,0.05,0.10,0.20,0.50和0.20 ppm）的纳米银颗粒进一步研究其具体安全阈值。在动物实验中,我们成功构建了SD大鼠胫骨缺损感染模型,通过X射线,Micro-CT以及组织染色（H&E和革兰氏染色）研究该材料的体内抗菌性能。结果Ag-Ti O2@PDA NRDs上纳米银颗粒的直径约为30 nm左右,纳米杆阵列的长度约为1–2μm。聚多巴胺纳米银颗粒复合涂层包被材料后并不会明显改变纳米杆的表面形貌,并且相比于单纯纳米银涂层具有长期缓释Ag+的特性,几乎完全消除了Ag+爆发性释放的现象。进一步发现,当Ag+的浓度≥0.50 ppm时,会产生不可避免的细胞毒性。通过一系列体内外实验,结果显示Ag-Ti O2@PDA NRDs对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出满意和长效的抗菌性能,同时材料本身具有良好的细胞生物相容性。Ag-Ti O2@PDA NRDs通过三种原理抗菌:（a）通过纳米银颗粒缓释杀菌成分Ag+;（b）通过纳米杆选择性物理刺破细菌;（c）纳米杆表面形貌同时具有抑制细菌粘附的特性,孤立、隔离细菌并限制其聚集桥接,从而抑制生物膜的形成。结论针状聚多巴胺载银二氧化钛纳米杆涂层（Ag-Ti O2@PDA NRDs）通过联合针状纳米杆对细菌的选择性物理刺破和可控缓释的纳米银颗粒的协同抗菌作用,在减小Ag+爆发释放浓度,提高生物相容性的同时,有效达到持久的抗菌活性和抗生物膜形成的目的。该策略对减少骨科内植入物手术中感染的发生具有一定的临床应用价值。