钛合金是临床应用广泛的骨修复材料,具有强度高、生物相容性好、理化性能稳定、耐腐蚀等优点。然而,钛合金缺乏生物活性,因此需要对其进行生物活性的改善。近年来,硅基生物活性材料表现出了优异生物学性能,为了更好的结合钛合金的高强度与硅基生物活性材料的高活性,从而形成一类新型兼具高强度与高成骨活性的钛金属-硅基生物材料复合骨科植入物,本文进行了如下研究内容:1.之前我们研究了生物活性玻璃（BG）和介孔生物活性玻璃（MBG）表面修饰的3D打印钛合金支架的体外生物学效应,证明了这种生物活性玻璃的加入可以有效增强人骨髓基质细胞（h BMSCs）的粘附、增殖和分化。在此,本文进一步体内评估此支架对兔骨缺损修复的治疗效果。将支架植入兔股骨缺损3、6和9周后,进行微观计算机断层（micro-CT）成像,使用荧光双标记测定矿物附着率（MAR）,并对未脱钙切片进行组织学分析。研究证实,在具有生物活性涂层的组别中,特别是介孔生物活性玻璃（MBG）组,新生骨的数量显著增加,相关骨形态参数显著增高,骨基质的附着和成熟更明显,并且伴随着骨生长有更多的血管生成。结果表明MBG可以增强钛合金支架的骨再生性能,包括改善骨传导以及促进血管化成骨。2.在激光选区熔融（SLM）方法制备的多孔钛合金支架表面,通过二次阳极氧化的方法形成了均一有序的Ti O₂纳米管阵列;进一步使用抽真空辅助的方法向纳米管中装载介孔生物玻璃（MBG）的前驱体溶液,经过溶剂挥发自组装以及热处理后实现在Ti O₂纳米管内装载介孔生物玻璃（MBG）。力学测试表明,装载MBG后的3D打印钛合金支架的力学强度仍然在50MPa左右,满足人体松质骨的抗压强度需求;同时,离子释放实验表明Ti O₂纳米管的MBG可以有效地实现Ca、Si等生物活性离子的缓慢释放。体外细胞实验表明,在纳米管的存在下,h BMSCs生长出更多的伪足,具有更好的生长状态,在纳米管中装载了介孔生物玻璃后,更有利于促进细胞增殖,表明载有MBG的支架具有良好的细胞相容性和生物活性。3.与其他研究机构合作,利用激光选区熔融（SLM）的方法,设计并制备出高强度竹子状连通孔道钛合金支架。利用抽真空辅助的方法,向其中填满合适浓度的镁黄长石浆料,经冷冻干燥除去水分,再经氩气氛围将陶瓷烧结沉积在钛合金支架内。通过调节浆料中陶瓷含量的多少,实现了在连通孔道的钛合金支架中装载不同大小的陶瓷棒。力学测试的结果表明,支架的平均抗压强度为200MPa,满足人体皮质骨抗压强度的需求。同时,对热处理后的支架表面进行XRD测试,结果表明钛合金支架表面生成缺电子二氧化钛,支架也因此具有一定的光热效果,或可进一步用于光热治疗。上述结果表明,采用不同的复合方法,能够在SLM技术制备的具有不同孔道结构特征的钛合金支架表面装载生物活性玻璃涂层或在支架内装载高生物活性材料镁黄长石,能够形成不同类型的钛合金-硅基生物材料复合材料,以此满足临床针对松质骨和承重部位皮质骨修复的不同需求。