生物医用纯钛植入体具有密度低、耐蚀性优越、无致敏性和生物相容性良好等特点,是一种重要的修复承重骨缺损的植入体材料。目前,纯钛植入材料有待解决的一个主要问题是如何提高植入体骨整合的速度和质量。针对此问题,本文的解决思路为：通过在其表面构建组成和结构可控的生物活性涂层,以提高细胞相容性,诱导骨细胞粘附和增长,进而提升骨整合速度；与此同时,通过在表面形成药物缓释,以达到抗菌抗感染等效能,进而为骨整合过程提供适宜骨组织生长的微环境。为此,首先对钛基体表面进行碱热处理,形成一层Ti02薄层,以增强其在体内的生物相容性；通过电化学法在基体表面沉积孔径可调的多孔壳聚糖麟酸钙复合涂层(多孔CPC涂层)；再进一步通过电化学法将胶原与壳聚糖和钙磷酸盐共沉积,并控制胶原在表面形成矿化层,形成多孔胶原／壳聚糖/磷酸钙复合涂层(多孔CC涂层)；对涂层组成、结构特征及细胞相容性和药物释放行为等方面进行了深入的研究。主要研究内容及结果：(1)磷酸钙盐、壳聚糖(cS)电解液体系电化学沉积制备多孔CPC涂层。研究表明：通过调控沉积电压、CS和磷酸钙盐的浓度可以获得多孔涂层,涂层与钛基的剥离强度较之除无CS外在同等条件下制备的磷酸钙沉积涂层有了明显提升。通过磷酸钙体系热力学和成孔过程的分析,证明多孔CPC涂层的形成机理为氢气泡模板成孔机理,为制备不同孔径的CPC涂层提供理论基础。根据前面的结果,当pH值的变化范围为4.3-5.5时,对应的在1.5V-1.1V的范围内调节沉积电压,可调控氢气泡的产生速率,进而调控涂层孔径的平均大小(500nm-5μm)。孔结构为其外层孔洞直径大于内层孔洞直径,贯通性良好。(2)磷酸钙盐、CS及胶原(Co1)电解液体系电化学沉积制备CC复合涂层。研究表明：当pH=4.9,U=1.3V,T=37.C,Ccs.3.4mg/mL,Ccol=0.16mg/mL, CCa=40mM,CP=13.3mM时,电化学沉积体系中CPC涂层表面满足Col自组装沉积的pH值,Col所成纤维束和膜可沉积于CPC涂层表面构建Col矿化层,与CS、磷酸钙构筑的多孔中间层和CS构筑的致密基层一起形成三明治结构。Col对于磷酸钙的矿化有诱导作用,所以在沉积过程中Col的矿化不可避免。矿化Col层的覆盖程度主要受电解液中的Col浓度影响,而矿化Col层的矿化状态受电解液中的pH值、沉积电压和钙磷浓度共同作用；通过调节以上参数可制备不同Col覆盖度及不同矿化状态的CC复合涂层,进而调控CC复合涂层生物学性能和载药释药特性。(3)多孔涂层的生物活性及细胞学评价：模拟体液(SBF)浸泡实验表明多孔CPC复合涂层材料和CC复合涂层材料均具有较高的生物活性和矿化功能,其中以CC涂层材料的生物活性和矿化功能更突出；激光共聚焦测试和SEM观察结果均显示MG63细胞初期(4h)在CC涂层表面活性和铺展情况最好,CPC次之碱处理的钛基板效果再次之,较长时间的培养表明三种涂层均具有良好的细胞相容性；MTT结果显示MG63细胞的粘附数目为CC>CPC>Ti;以上结果均显示出Col促进细胞粘附的能力。细胞测试结果同时显示MC3T3-e1细胞在大孔和小孔涂层上的细胞增殖数量上高于中孔涂层,其原因是较大的孔径有利于细胞的伪足伸入其中,增强黏附和增殖；而小孔径涂层表面较平坦,有利于细胞的铺展。评价结果显示Col对矿化和细胞粘附能力有较大贡献,涂层孔径对细胞的粘附和增殖也有较大的影响,同时还显示Col层的矿化状态和磷酸钙的晶相对矿化和体外细胞行为有一定贡献。(4)多孔复合涂层的药物承载和释放行为研究结果表明：CPC涂层的孔径越大,其药物释放速度越快；相近孔径的CC涂层较CPC涂层的药物缓释速度稍慢；多孔CPC涂层载药后采用CS膜包封可增强药物缓释作用。将不同孔径的CPC涂层加入载药壳聚糖微球,这种多孔CPC涂层既载药又载含药CS微球可达到术后早期释药强度较高,又能满足中后期药物缓释保持一定药物作用强度的要求；且不同孔径载入微球后微球的释药速度不同。评价显示多孔涂层孔径的增大会导致释药速度的增快,但有利于承载含药CS微球；矿化Col层的构建有利于增强缓释的效果,因为矿化层部分延缓了药物的释放速度。本研究表明碱处理钛基多孔壳聚糖麟酸钙复合涂层材料和胶原／壳聚糖麟酸钙复合涂层材料有良好的生物响应性及一定承载和缓释抗生素的能力,其中多孔胶原／壳聚糖／磷酸钙复合涂层材料性能更优,可期望其在骨修复的过程中能够良好地促进骨整合,在承重骨替代材料方面具有广泛的应用前景。