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采用微纳结构表面改性技术是加快金属植入体与宿主骨界面处组织生长(骨整合)的有效手段。TiO2纳米棒薄膜在前期研究中显示出优良的细胞响应性,但纳米棒薄膜的结构特征导致其无法实现对生物分子的高效承载/缓释。本研究利用具有良好承载/缓释能力的介孔生物玻璃(MBG),将MBG嵌入到薄膜中构建出TiO2纳米棒暴露高度可调的MBG/Ti02纳米棒薄膜,以期薄膜兼具优良的细胞响应性和良好的生物分子承载/缓释能力。本文的主要研究结果如下：分别采用水热法和溶胶-凝胶法制备了MBG/TiO2纳米棒薄膜。结果表明：中密度的TiO2纳米棒薄膜可有效嵌入MBG,易构建纳米棒暴露高度可调的微纳结构；在MBG组成中引入TiO2,可明显提高嵌入MBG在磷酸盐缓冲液中的稳定性,并具有良好的介孔结构特征；改变MBG前驱体溶胶浓度,能有效控制MBG在Ti02纳米棒薄膜中的嵌入程度,实现纳米棒暴露高度在10 nm～300nm范围内可调。对MBG/TiO2纳米棒薄膜的承载和释放行为进行测定和动力学分析。结果表明：嵌入MBG可明显抑制小分子—盐酸万古霉素的初期爆发释放行为,1小时累积释放量从71%降低到48%；有效提高大分子—人类骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)的承载量和延长其持续释放时间,承载量由101ng/cm2提高到435ng/cm2,增加了近3.3倍,而90%rhBMP-2的释放时间从6天延长至25天。动力学分析显示,生物分子进入膜层孔道,曲折孔道阻扰其扩散是嵌入MBG提高薄膜承载量和缓释的主要原因。对MBG/TiO2纳米棒薄膜的细胞响应性开展研究。结果表明：嵌入MBG进一步提高了Ti02纳米棒薄膜的细胞相容性,前成骨细胞的增殖数量约可提高到Ti02纳米棒薄膜的1.5倍；承载rhBMP-2的MBG/TiO2纳米棒薄膜能有效提高骨髓间充质干细胞的成骨分化能力和矿化性能,其分化水平和矿化程度可分别提高为未载rhBMP-2薄膜的近2倍和1.3倍,显示出该薄膜能很好地让承载的rhBMP-2充分发挥生物学效能。研究揭示了Ti02纳米棒暴露高度合适的表面微纳结构可为细胞提供易感知的准三维生长微环境,增强细胞与表面的相互作用,使细胞的BMP-2信号通路也随之加强,从而加快成骨分化的进程。本研究组装的MBG/TiO2纳米棒薄膜,通过微纳结构和生物分子释放的双重效应,赋予了薄膜优良的促进快速成骨特性,为提高金属植入体骨整合能力提供了一条有效的途径。