目的钒是人体的一种微量元素,由于钒的化合物多种多样的生物活性和低毒性,使得其在生物和医学领域拥有广阔的应用前景。因此,我们的团队对二氧化钒（VO2）纳米涂层的生物适应性、成骨性能和抗菌性能进行了探究。内容和方法利用磁控溅射技术,以医用钛金属作为基底制备全新的二氧化钒纳米涂层。在体外实验中,利用大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSC）进行Live/Dead染色、鬼笔环肽/DAPI染色、扫描电子显微镜观察和细胞计数试剂盒-8（CCK-8）实验检测二氧化钒纳米涂层的生物适应性;利用大鼠骨髓间充质干细胞进行茜素红染色、茜素红染色定量实验、碱性磷酸酶（ALP）染色及ALP定量检测验证二氧化钒纳米涂层的成骨性能,并利用DCFH-DA活性氧探针通过定量检测和染色观察的方法验证二氧化钒纳米涂层能否降低真核细胞活性氧（ROS）水平以促进骨整合;利用MRSA（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）进行涂布平板计数实验、Live/Dead BacLight染色和扫描电子显微镜观察验证二氧化钒纳米涂层的抗菌性能。体内实验中,通过构建SD大鼠内植物相关骨髓炎模型,利用X光片拍摄、Micro-CT分析、涂布平板计数和组织学切片分析的方法对二氧化钒纳米涂层的体内抗菌性能进行验证。结果我们通过一系列系统完善的体外和体内实验方法证实了二氧化钒纳米涂层这一创新性的表面设计卓越的抗MRSA抗菌性能。同时,二氧化钒的良好生物适应性、低细胞毒性和卓越的成骨性能也通过系统的实验工作得到了阐释。我们也验证了二氧化钒成骨效应的一种可能机制——通过降低真核细胞ROS（Reactive oxygen species,活性氧）水平、缓解真核细胞在内植物材料植入人体后由于异物反应等因素导致的过高的氧化应激状态来促进骨整合。结论本研究证实了二氧化钒纳米涂层同时具有优越的成骨和抗菌性能。根据本研究和我们团队的先前研究,这一优越性能可能源于二氧化钒对骨髓间充质干细胞和细菌的活性氧水平的差异性调节。这是对于纳米级纯二氧化钒涂层通过对真核细胞和原核细胞的氧化应激水平进行差异性调节从而同时提升骨科植入物的抗感染和促成骨作用的首次报道。这项研究结果能够加深我们对钒及其化合物复杂而又多样的生物活性的理解,同时也为二氧化钒在生物学和医用材料领域的进一步研究探索和临床、科研应用铺平了道路。