钛及其合金作为有效的临床骨代替/植入材料,有与骨组织相似的力学特性、机械性能。但是,由于钛的生物惰性,很难在植入组织周围形成有效的骨整合且容易引发炎症。所以,对钛材表面进行改性来提高钛基材的表面骨整合能力已成为一个重要的研究方向。基于此,本研究利用硅烷偶联和戊二醛化学接枝的方法将负载有LL-37功能肽的丝素蛋白纳米颗粒固定于钛基材表面旨在通过功能肽LL-37对骨髓间充质干细胞和巨噬细胞的协同调控来提高钛基材的骨整合能力。主要研究内容及结论如下:1.负载功能肽LL-37的钛材的制备与表征利用硅烷偶联-戊二醛化学接枝的方法将负载有功能多肽LL-37的丝素蛋白纳米颗粒（SFNPs/LL-37）固定在钛材表面。SEM、AFM、XRD、接触角测试及功能性多肽的释放实验证明:已成功制备了Ti-SF/LL-37材料,并且可以稳定有效的释放功能多肽LL-37。多肽的释放呈现出早期快速释放,随后缓慢释放的规律,材料在168小时后释放趋于稳定,累积释放量约为1.49μg。2.负载功能肽LL-37的钛材的体外细胞实验研究本研究以间充质干细胞和巨噬细胞为研究对象,探究了所制备的材料对于间充质干细胞及巨噬细胞的招募、早期粘附、增殖、旁分泌的影响。MTT、ALP、活死/骨架染色、qRT-PCR、细胞免疫荧光染色、Transwell等体外细胞实验证明Ti-SF/LL-37材料对骨髓间充质干细胞和巨噬细胞均有招募作用;无细胞毒性;有利于细胞更好的生长铺展。同时还可以调控两种细胞的生物交流,达到抑炎及促骨修复的效果。3.负载功能肽LL-37的钛材的体内动物实验研究本研究构建了大鼠股骨缺损模型,将所制备的钛钉植入,进一步考察其在动物体内招募内源性间充质干细胞和巨噬细胞及促骨组织再生和抗炎的能力。H&E染色、Masson’s染色、免疫组化等一系列分析验证Ti-SF/LL-37材料在体内可以有效调控炎症因子的表达,促进植入周围组织新生骨的形成。本研究中,被SFNPs/LL-37修饰后的钛基材,具有了同时招募和调控骨髓间充质干细胞和巨噬细胞生物功能的能力。Ti-SF/LL-37材料在招募巨噬细胞的同时有利于骨髓间充质干细胞向植入组织周围的迁移聚集,而聚集的骨髓间充质干细胞的旁分泌作用又可以调节巨噬细胞由促炎型向抑炎型转换,从而协同达到促骨愈合和抑制炎症的效果。本研究对于解决钛基材植入后的炎症反应和缺乏骨整合能力等问题有重要的意义。