骨肉瘤（OS）是原发性恶性骨肿瘤,常发生于青少年和老年人的腿骨处。传统的治疗方案包括手术干预和放疗/化疗。但术后严重的骨缺损和放疗/化疗带来的副作用增加了患者的痛苦。因此,我们需要探索具有修复骨缺损以及诱导肿瘤细胞凋亡的新型骨支架材料。光催化纳米材料因其具有良好的光化活性,被用于药物输送和医学研究等领域。当满足禁带宽度的光子照射到材料表面时,产生的高活性氧（ROS）可引起细胞氧化应激反应。因此,本研究利用冷冻干燥法将光催化材料引入到骨支架中制备出新型骨支架。为了提高复合支架抗肿瘤性能,我们将天然抗癌药物紫杉醇引入复合骨支架中,形成光催化联合局部药物递送系统,进一步探究了光催化和化疗协同治疗肿瘤效果。本论文研究的具体内容如下:（1）利用自制模具将聚己内酯（PCL）溶液垂直冻结,经冷冻干燥后得到三维有序多孔基底支架,为了改善其亲水性以及便于材料表面进一步修饰,随后引入聚多巴胺（PDA）援助层,顺利将光催化二氧化钛负载在其表面,最终成功制备出PCL/PDA/TiO2复合支架。在该体系中,1 mg/mL TiO2浓度下制备的复合支架（T-1）对正常细胞产生较小的毒性下,对骨肉瘤细胞产生较大的杀伤力。通过MTT、LDH、细胞死/活染色等体外细胞实验检测表明,未照射紫外的支架生物相容性良好,经紫外预处理的支架显示出对MG63细胞明显的抑制作用,证明其具有优异的体外抗癌性能。此外,通过探究细胞凋亡机制发现,光照组的复合支架表面可以产生ROS,从而引起细胞氧化应激,致使线粒体功能性损伤,最终达到抗癌效果。（2）紫杉醇（PTX）可以从太平洋红豆杉树皮中分离得到,具有显著的抗癌效果。本部分通过冷冻干燥法制备出载有PTX和TiO2纳米颗粒的多孔复合支架（PCL/PTX/PDA/TiO2）,形成光催化联合局部药物递送系统。PDA作为功能化涂层包覆在PCL/PTX支架表面,不仅确保了光催化二氧化钛纳米颗粒的有效固定,同时保证了 PTX可控和持续释放。通过MTT、LDH、细胞死/活染色等体外细胞实验检测表明,紫外预照射的PCL/PTX/PDA/TiO2复合支架具有优异的抗肿瘤能力,这归功于光催化和化疗协同效应。一方面,当满足禁带宽度的光子照射到支架表面的二氧化钛时,产生的ROS可致使MG63细胞线粒体功能受损;另一方面,肿瘤弱酸性的环境会破坏聚多巴胺膜层,包封的紫杉醇药物得以释放,使细胞周期阻断于G2期,最终在ROS和PTX共同作用下,引发肿瘤细胞凋亡。综上所述,本论文通过冷冻干燥法和表面改性制备PCL/PDA/TiO2支架,成功将光催化二氧化钛与骨支架相结合。该支架具有良好的生物相容性,多孔有序性,利于细胞黏附,而紫外预处理的支架表现出优异的抗骨肉瘤性能。随后我们将化疗药物紫杉醇引入支架材料中,实现了光催化和局部药物递送系统的联合。该支架避免单一化疗药物流经全身给患者带来严重副作用,延缓药物释放,提高药物利用率。同时,光催化联合化疗协同抗击骨肿瘤,极大地提高抗癌效果。两者均是潜在的候选者用于骨移植去治疗骨癌。