现代社会随着医疗技术和基因技术的发展,许多曾经困扰人类的疾病得到了有效的控制。但是由于人口老龄化以及意外损伤等原因造成的硬组织损伤等一系列问题依然是需要重点研究与控制的。硬组织损伤不能仅仅依靠人体自己恢复,需要通过手术植入医用植入体材料,促进骨修复。而在众多的医用植入体材料中,钛合金由于其优异的力学性能和良好的生物相容性,广泛应用于硬组织修复,特别是承重外科矫形中应用。然而,在实际的临床应用中,钛合金医用植入体存在两个亟待解决的问题:细菌感染和排异反应。钛合金本身并没有抗菌性能,在外科手术过程中,细菌可能会附着在植入体表面或由于操作不当等问题感染伤口,导致伤口发炎难以愈合,严重时甚至需要进行二次手术重新植入,增加了患者的治疗周期与成本。另一方面,由于金属植入体本身的生物相容性较差,可能会引发身体的排异反应,导致伤口恢复较慢。临床上针对感染问题,基本都是通过口服或者注射抗生素来控制炎症,而随着近年来抗生素使用规模的增加,导致了一系列耐药细菌的出现。基于以上问题,本论文将在钛合金表面构建基于氧化锌（ZnO）纳米材料的抗菌涂层,为医用钛合金提供优异的自身抗菌效果的同时,也提高了其生物相容性。本论文中探索了氧化锌在不同的表面涂层体系中的不同抗菌机制,利用ZnO将抗菌体系从不可控发展到可控。本研究的主要内容具体分为以下三部分:1.在钛合金表面构建聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）/ZnO纳米棒/银（Ag）纳米颗粒的复合涂层。通过水热法在钛基底表面生长ZnO纳米棒,然后将掺杂了Ag纳米颗粒的PLGA聚合物旋涂覆盖ZnO纳米棒。由于该涂层可以同时释放锌离子(Zn²⁺)和银离子（Ag⁺）,因此具有良好的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌（S.aureus）和大肠杆菌（E.coli）均有96%以上的杀菌效果。此外,由于PLGA的包裹Zn²⁺和Ag⁺的释放可以持续100天以上,保证长期杀菌的效果。在用小鼠颅骨细胞检测涂层的生物相容性时,银纳米颗粒含量为1 wt%和3 wt%的涂层都表现出较小的细胞毒性。结果显示这种PLGA/ZnO/Ag复合材料可以提供一种持久的抗菌效果和良好的细胞相容性。2.在钛合金表面构建叶酸（FA）/ZnO量子点（QDs）封装的二氧化钛纳米管（TNTs）载药结构。我们利用阳极氧化的方法在钛片表面形成TNTs,并负载万古霉素（Van）,最后使用偶联了ZnO QDs的FA封装纳米管。该涂层在正常生理环境下保持稳定,但在细菌感染后的微酸性环境中会缓慢分解并释放药物抗菌。该体系对金黄色葡萄球菌的抑制率随着p H从7.4下降到5.5由60.8%提高到了98.8%。这此外,该体系还具有良好的生物相容性。3.碳量子点（CQDs）/ZnO修饰的可注射水凝胶的制备及光动光热协同快速高效杀菌的研究。利用多巴胺（DA）和FA交联结构分子末端的两个羧基螯合Zn²⁺形成可注射型水凝胶。此外,通过聚多巴胺（PDA）包覆CQDs/ZnO将纳米颗粒引入凝胶中,使其在660 nm和808 nm光照时快速生成活性氧（ROS）和热,赋予这水凝胶可控的快速杀菌效果。水凝胶与细胞外基质相似的三维网状结构也使得该体系具有良好的生物相容性。