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医用钛(Ti)及钛合金具有良好的生物相容性和力学性能，广泛用作接骨板、人工关节和牙种植体等骨科植入体。然而，术中/术后细菌感染常导致植入失败和二次翻修手术。消除感染和促进骨组织形成，是确保骨植入体“成活”的关键。细菌在植入材料表面粘附、增殖，形成细菌团块与细胞外基质的复合体，被称为生物膜。生物膜内的细菌，将会对人类免疫反应产生很强的抗性，即使抗生素治疗也难以消除。因此，植入体的初始手术阶段（特别是在早期阶段，约4-6小时），抑制细菌粘附是防止生物膜形成的有效策略之一。本论文拟通过层层组装(LBL)和静电纺丝技术表面改性钛基材，赋予其促成骨、抗氧化及抗菌性能，并对功能化材料进行了体外生物学评价。主要研究内容和结论如下: ①酶响应性钛纳米管抗菌材料制备及抗菌性能评价 细菌通常利用酶作为侵入因子来粘附植入材料，使他们能够渗透到深层组织。革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌常导致骨植入体细菌感染，其菌落分泌透明质酸酶，可特异性地降解细胞外基质组分透明质酸(HA)。基于此，本论文拟利用钛纳米管(TNT)负载骨形态发生蛋白(BMP2)，然后通过LBL技术覆盖壳聚糖/透明质酸钠-月桂酸/壳聚糖/明胶的透明质酸酶敏感的多层膜(Chi/SL/Chi/Gel)4。傅立叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振(1H NMR)结果证实透明质酸钠-月桂酸偶合物(SL)已成功合成。场发射扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)和接触角仪分别对BMP2负载的TNT多层结构进行表征。释放曲线证实，透明质酸酶可以引发SL多层膜中月桂酸(LA)的释放，并加速体系中BMP2的释放。透明质酸酶响应性的多层结构改性钛基植入体TNT/BMP2/(Chi/SL/Chi/Gel)4，赋予其兼具良好抗菌能力和优良的生物相容性。该基材能高效抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长，提高成骨细胞的细胞活性、碱性磷酸酶活性、矿化能力和成骨相关基因表达。本研究能为研发抗菌骨修复植入体提供新方法。 ②钛基材三维网状聚电解质多层纳米结构构建及抗菌、抗氧化应用 细菌生物膜形成氧化应激(ROS)是植入失败的主要原因之一。为了克服这些问题，我们首先以聚多巴胺(PDA)改性钛材，进而以静电纺丝技术沉积壳聚糖-聚己内酯(PCL)纳米纤维，然后使用单宁酸(TA)-硫酸庆大霉素(GS)组成的聚电解质多层结构，利于加载抗氧化剂和抗生素。纳米纤维为LBL提供更大的表面积用TA/GS包被纳米纤维的基材促进了成骨细胞增殖和成骨相关基因表达。此外，体外研究表明，TA/GS修饰的钛基材具有优良的抗菌和抗氧化性能。综上所述，这种纳米纤维与细菌触发抗生素释放涂层组合的策略可用于各种金属植入体表面改性，同时递送抗菌剂和抗氧化剂，即使在ROS应激条件下也可有效地促进植入体周围组织的早期骨愈合，降低患者细菌感染的风险。