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目的:鉴于铜离子对革兰氏阳性和阴性菌均具有良好的抗菌性,本研究将携载不同浓度铜离子的聚乳酸薄膜涂覆于钛植入体表面,制备表面具有抗菌功能的钛植入体。为解决临床面临的植入物感染问题提供参考方法。方法:将具有一定粘度且无毒可降解的聚乳酸高分子材料,溶于二氯甲烷中,加入不同浓度铜离子,制备含铜的聚乳酸溶液。使用提拉浸渍法在钛表面制备含不同浓度铜离子的聚乳酸薄膜。分为以下五组:A组:空白对照组、B组:纯聚乳酸膜组、C组:0.1 mg/mL铜离子/聚乳酸膜组、D组:0.5 mg/mL铜离子/聚乳酸膜组、E组:1.0 mg/mL铜离子/聚乳酸膜组。利用扫描电镜(SEM)观察钛片表面形貌;通过体外抑菌实验检测其抗菌性能:将金黄色葡萄球菌(SA)及大肠杆菌(EC)与各组钛片样品共培养,采用活死细菌染色法及显微镜下计数法观察细菌的存活情况并计算细菌存活率。通过细胞学实验检测其生物学相容性:将兔骨髓间充质干细胞(rBMSCs)与各组钛片样品及经过DMEM浸泡6小时后的各组钛片样品分别在DEAM中共培养7天,并采用CCK-8试剂盒检测各组细胞的存活情况,铜离子检测试剂盒检测不同时间点的铜离子含量,评价各组钛片样品铜离子释放情况对细胞增殖能力的影响;采用碱性磷酸酶(ALP)试剂盒检测各组ALP的表达;通过荧光定量PCR方法检测OSX、OPN、ALP、OCN等与细胞成骨分化相关的基因表达,探讨铜离子浓度对细胞成骨分化的影响。结果:电镜扫描结果可知A组表面粗糙,未见颗粒附着。B、C、D、E组钛片有薄膜附着,且C、D、E组高倍电镜下可见薄膜中均匀分布着直径约100 nm的铜颗粒,且钛片表面铜颗粒密度随着浸渍铜离子浓度的增加而增加;钛片表面铜离子的释放量以E组最高,D、C次之,表明铜离子释放量与浸渍铜离子含量呈正相关性。体外抑菌实验发现:A组与未载铜的B组比较,细菌菌落生长差异不大,表明聚乳酸不具备抗菌性。但与负载不同浓度铜离子钛片样品的各组(C、D、E组)比较,载铜组对细菌杀灭作用显著,由C到E材料表面附着菌落数依次减少,表明随着钛片表面功能膜中铜离子含量增加,对细菌的杀灭作用逐步加强。活死细菌染色法及显微镜下计数结果均显示,大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的存活率随着铜离子含量的增加而减少,以A、B组活细菌数量最多,其后按照C、D、E组依次减少。CCK-8检测结果表明,兔骨髓间充质干细胞与各组载铜聚乳酸膜钛片样品共培养后的结果为:C组细胞增殖能力最强,随后依次为B、A、D、E组;与经DMEM浸泡6小时后的各组载铜聚乳酸膜钛片样品共培养后的结果为:C组仍为最佳,其后依次为D、B、E、A组,由此仍能得出铜离子聚乳酸溶液中铜离子含量为0.1 mg/mL时,共培养的rBMSCs存活的数量最多。ALP检测结果显示,分别将各组钛片样品与rBMSCs共同培养7、14天后,不论是各组载铜聚乳酸膜钛片样品经过DMEM浸泡,还是未经过DMEM浸泡6小时,C组都表现出了最高的ALP活性(P<0.05),在未浸泡组,ALP表达由高到低依次为B、D、A、E组(P<0.05),在浸泡组,则变成了D、E、B、A组(P<0.05),说明各组钛片样品中载铜离子含量在1 mg/mL时碱性磷酸酶的活性最高;荧光定量PCR检测结果显示,OSX、OPN、ALP及OCN等成骨相关基因都有不同程度的表达,各个基因在A、B、C、D、E五组间的表达均呈一种趋势,即都在C组的表达量最高(P<0.05),在未浸泡组,PCR表达由高到低依次为B、D、A、E组,在浸泡组,则变成了D、E、B、A组,且各个组间基因表达量的差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:通过在钛表面制备载铜功能膜,成功制备了具有抗菌功能的钛植入体。随着浸渍铜离子浓度的增加(0.1 mg/mL~1.0 mg/mL),钛表面对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌能力增强。当铜离子浓度为0.1 mg/mL时,其促细胞增殖及成骨分化能力最强,但杀菌能力相对较弱;当铜离子浓度为1.0 mg/mL时,其杀菌能力最强,DMEM浸泡6小时后无细胞毒性,且能促进细胞成骨分化。因此,在钛片表面添加铜离子浓度为1.0 mg/mL时,不仅能赋予植入体表面抗菌性能还有利于细胞成骨分化。