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随着科技的发展,医疗水平的进步,植入性生物材料的需求越来越大。其中,骨植入材料被广泛的运用于骨折,骨不连,骨柱骨折和畸形,关节炎等方面的治疗。目前植入材料最主要的问题是:1、表面形成细菌生物膜引起感染且不好清除;2、表面的生物相容性欠佳。对于人工关节而言,如果严重感染会导致再次手术,关节炎,截肢甚至死亡,全世界每年深受植入体感染影响的人口数目相当庞大。因而,植入材料表面的抗感染处理是急需解决的问题。目前在医用钛合金表面加载抗生素的设计还不能满足临床抑制全关节置换术(Totail Joint Replacement,TJA)术后感染实际需要。人工关节表面较为理想的抗生素释放行为应该是感染响应型的特异性释放:即当未发生感染时,抗生素基本不释放;一旦发生感染,抗生素可从假体表面迅速脱落。本课题利用对金黄色葡萄球菌分泌的蛋白酶敏感的肽链将抗生素药物连接在钛合金假体表面,就能够利用金葡菌聚集所产生的蛋白酶将肽链切断,进而将药物释放到假体周围,从而达到在钛合金假体表面感染响应性释放抗生素的目的。本课题首先考察了在医用钛合金表面引入氨基的不同的方法,分别是通过利用N’N-羰基二咪唑/聚乙烯亚胺(CDI/PEI)向钛合金(TC4)基底上引入氨基以及利用氨丙基三乙氧基硅烷(Aminopropyltriethoxysilane,KH550)向金属钛上引入氨基。确定了引入氨基的最佳方法条件,同时筛选出了适合此基底以及此实验方案的表征手段;考察了药物与多肽端基的连接方案,质谱等表征结果表明此因多肽结构原因药物很难与多肽发生反应,因此查阅文献重新选取了对于金黄色葡萄球菌分泌的splB酶敏感的多肽序列;最后,确定对钛合金表面进行改性的方案依次为利用KH550向金属钛表面引入氨基,利用4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐(4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylic acid 3-sulfo-N-hydroxysuccinimide ester sodium salt,Sulfo-SMCC)将多肽连接至金属钛表面的氨基上,利用酰胺键将药物连接在多肽一端,至此完成了感染响应型功能钛合金表面的构建,通过X射线光电子能谱分析(XPS)、能谱仪(EDS)等主要表征手段对表面理化结构进行了分析,结果表明药物成功的通过细菌敏感型肽链连接至钛合金表面。此外还对表面功能化钛合金进行了体外的酶切药物释放实验、细胞毒性和响应性抑菌效果测试。酶切实验表明多肽能成功的被splB酶切释放,细胞毒性实验证明经过改性的医用钛合金表面有良好的生物相容性,细菌实验进一步证明表面改性后的金属钛具有响应性抑制金黄色葡萄球菌的作用。