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研究目的:本论文试图利用生物仿生矿化原理，对 I型胶原进行仿生钛化,分为两个过程，首先形成的稳定的钛前驱体溶液，然后通过聚电解质分子的催化作用促进钛前驱体溶液的水解（hydrolysis）和缩合（condensation）。在胶原纤维内形成无定形 TiO2，以形成自然界并不存在的“非天然”生物矿化体-钛化胶原。 材料和方法：本论文分三个实验进行，首先研究 PEI和钛前驱体溶液（TiOSO4），以及胶原支架的相互作用，通过透射电镜（TEM）分析 PEI对 TiOSO4的催化效应，通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析 PEI和胶原的结合。然后，通过预交联有 PEI的胶原支架，引导和催化钛前驱体溶液在纤维内进一步水解和缩合，形成 TiO2，实现胶原支架的仿生钛化，通过 TEM分析矿物质沉积的位点，通过扫描透射电镜-X射线能谱（STEM-EDAX分析矿物质中元素的空间关系，通过热重分析（TGA）分析该复合材料中无机质/有机物比例，通过X射线衍射（XRD分析其晶相组成。同时，以不含 PEI的胶原和钛化后进行高温煅烧材料作为对照。最后，通过钛化胶原的体外诱导矿化实验，进一步验证该材料的体外矿化诱导能力，通过FT-IR分析 P-O键的出现和变化，通过 XRD分析磷灰石的形成，通过 TEM分析晶体形态。 结果：PEI能催化 TiOSO4的水解，TEM显示，能形成规则的水解产物。PEI能结合到胶原上，使预交联 PEI的胶原酰胺键峰增强，同时出现新峰。预交联PEI的胶原和 TiOSO4溶液孵育后，TEM显示出现 TiO2的纤维内沉积，STEM-EDAX显示Ti，O元素在67 nm周期性条带处富集，TGA显示钛化胶原的无机物含量达到50.67％，XRD显示钛化胶原中的为无定形 TiO2，经过高温烧结后成为锐钛型 TiO2，没有预交联 PEI的胶原和 TiOSO4溶液孵育后，TEM显示出现 TiO2的纤维外沉积。体外诱导矿化实验显示，钛化胶原能吸附钙磷粒子并形成磷灰石，红外显示随着时间的延长，P-O峰增高，胶原的酰胺键逐渐消失。XRD显示出现磷灰石峰，TGA结果显示，钛化胶原中的无机物质含量进一步增加。 结论：PEI分子能够催化 TiOSO4的水解，并形成 TiO2沉积于纤维内，形成等级化的钛化胶原，符合生物矿化的一般特征。这种钛化胶原具有更好的强度，同时具有诱导矿化能力，有望作为骨修复材料来促进骨愈合。