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摘要钛（Ti）因其良好的生物相容性、耐腐蚀性及力学性能，被广泛应用于骨科和口腔科等植入材料。然而，细菌引起的钛植入体相关感染在临床上仍普遍存在。通过在Ti表面引入无机抗菌剂（Ag、Cu、Zn等）或构建抗菌纳米结构可有效解决术后感染，但重金属离子的毒性问题，及纳米结构过低的抗菌能力，限制了它们的临床应用。碳基纳米材料（如碳点、石墨烯量子点）因其较高的生物相容性和独特的物理化学性能而受到广泛关注，同时它们也具有抗菌性能，在抗菌领域有着广泛的应用前景。基于此，本课题首先通过水热处理在Ti表面构建了TiO2纳米棒阵列（TiO2NR），然后分别利用具有良好生物相容性的碳点（CDs）和石墨烯量子点（GQDs）对其改性，CDs改性TiO2NR赋予了Ti植入体光辅助高效抗菌能力，而GQDs改性TiO2NR使Ti植入体具有了优良接触抗菌能力。具体主要研究内容如下：<br>　　（1）采用CDs分散液为溶剂，对表面生长了TiO2NR的植入体进行二次水热处理，在Ti表面制备了CDs掺杂的TiO2NR（C-TiO2NR）。通过X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对C-TiO2NR的微观结构进行表征，证实了CDs被成功掺杂到TiO2NR表面上。接触角测试结果表明，C-TiO2NR具有良好的亲水性能。C-TiO2NR在660nm光照下具有良好的光催化性能，而在808nm光照下展现出优良的光热性能。双光（660nm+808nm）照射下，由于热疗、活性氧（ROS）及纳米棒结构的协同作用，C-TiO2NR在15min内对金黄色葡萄球菌即可展现出优良的体外和体内抗菌能力。此外，细胞实验结果表明，C-TiO2NR还能促进骨髓间充质干细胞的粘附及铺展。<br>　　（2）采用GQDs分散液为溶剂，对表面生长了TiO2NR的植入体进行二次水热处理，在Ti表面制备了GQDs改性的TiO2NR（G-TiO2NR）。物相分析结果表明，TiO2NR被GQDs成功改性。G-TiO2NR可以通过静电吸附的方式捕获细菌，再借助组氨酸功能化的GQDs与TiO2纳米棒穿刺的联合作用，G-TiO2NR在24h内对变异链球菌展现出优良的体外和体内接触抗菌能力。细胞骨架实验证实了G-TiO2NR具有良好的生物相容性。此外，动物实验表明G-TiO2NR在控制感染情况下，可有效促进新骨的生成。