钛及合金由于具有良好的力学性能、耐腐蚀性能以及优秀的生物相容性,已被广泛应用于骨替代材料。然而,目前临床应用的大部分钛及其合金仍为生物惰性材料,其骨整合能力不足且缺乏生物功能性,从而可能导致植入体松动甚至脱落、中毒、感染、炎症反应、骨组织功能退化或吸收等问题。天然骨是由微米级哈弗斯骨单位、纳米级胶原纤维及羟基磷灰石组成的微纳多级结构,因此从仿生学的观点出发,理想的骨种植体也应该具有微纳多级结构。为提高钛及合金材料的骨整合能力,开发新型骨替代材料的关键问题之一是设计和制造具有仿人骨结构的钛基植入体。本文采用选择性激光熔炼(SLM)和电化学阳极氧化相结合的方法,制备了具有多尺度复合结构的致密Ti-6Al-4V材料。采用扫描电子显微镜、三维激光扫描显微镜、接触角测量仪、荧光显微镜和酶标仪对样品的性能进行了研究。研究发现,多尺度复合结构的SLM-TNT具有更好的亲水性和生物相容性,更有助于大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)的黏附、增殖和分化。钛及合金表面二氧化钛纳米管(TNT)的设计,大部分侧重于骨整合能力研究,而在临床骨肿瘤治疗研究中未曾多见。骨肉瘤是青少年常见的恶性肿瘤,具有死亡率高、复发率高和治疗困难等特点,通常采用手术植入和化疗这两种传统方法,有较大毒副作用。为此本文针对这些问题,设计开发了一种新型pH响应性的局部抗肿瘤医用纯钛种植体,可以在肿瘤病灶局部持续提供较高浓度抗肿瘤药物进行原位治疗,同时降低骨肉瘤的原位复发概率。种植体采用阳极氧化法在其表面制备出具有纳米管状阵列结构的TNT,通过滴加的方式将阿霉素(DOX)搭载到TNT管内,再利用ZnO-FA涂层将TNT表面进行覆盖。采用傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜对样品表面性能进行了研究,通过体外药物释放和细胞间接培养试验,发现DOX搭载在新型植入体内能缓慢释放并具有pH响应性。体外细胞直接培养(即直接将细胞接种到样品表面)试验表明,肿瘤组织周围的弱酸性环境能促进新型植入体中抗肿瘤药物的释放,准确杀伤癌细胞,减少对正常细胞的损伤,提高骨肉瘤复发患者的生存率。