由骨祖细胞受外界刺激分化形成成骨细胞并形成新骨组织的过程叫做成骨。骨形态发生蛋白(BMP)2作为现今最常用的促成骨蛋白被广泛用于各类生物学材料中。但由于其促成骨的缺陷,科学家们依旧在寻找更新或者更好的生物材料从而促进成骨并运用于临床。电刺激作为一种可能的促进成骨及骨再生的方法,一直吸引着研究者们的注意力,但利用电刺激作为一种种植材料的表面特性现今鲜有报道。本研究应用以纳米银颗粒/聚乳酸-羟基乙酸共聚物作为涂层的不锈钢种植材料,通过研究材料表面的物理化学性能来探索该材料可能的成骨机制,并通过体外细胞培养及体内植入实验对其进行生物学效应评价。本实验首先制作质量比为0%,10%及20%的纳米银/聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)的混合物,然后以电镀的方式均匀涂布于不锈钢种植材料(SNPSA)或纯钛种植材料(SNPT)表面。利用扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱仪(EDS),X射线光电子能谱分析仪(XPS),原子力显微镜(AFM),扫描开尔文探针显微镜(KPFM)等,对6组材料的表面性能进行研究分析。将小鼠成骨前体细胞(MC3T3-E1)以同等条件培养于6组材料表面,分别培养6天、9天及21天,通过检测污染概率、碱性磷酸酶染色、成骨相关基因及蛋白表达量等,研究其抗菌性能,成骨分化诱导能力等。再将6组材料分别植入Sprague-Dawley大鼠股骨骨髓腔内,饲养8周后处死。通过MicroCT,硬组织切片的实验方法检测材料的体内成骨诱导能力。在本研究中,我们发现SNPSA和SNPT虽然有着相似的表面形态,但是其表面亲疏水性、化学态、电势能都显示出SNPSA材料表面有更高的氧化态存在。而体外细胞实验及体内动物实验结果都显示SNPSA材料有更强的促进细胞成骨分化和促进动物体内骨形成的能力。同时体外细胞实验还再次验证了纳米银具有抗菌性能。本研究不仅分析了 SNPSA和SNPT材料的表面物理化学性能及生物学特性,还首次揭示了 SNPSA促进成骨的可能机制,即SNPSA可以提供更高的微原电池效应刺激钙磷离子在种植材料周围沉积,从而促进骨形成。本研究提供了生物材料可以通过设计表面形态以及电化学性能从而获得成骨能力的可能性。通过本研究的表面处理,SNPSA具有了与微原电池相似的新的生物学功效。这为研究生物材料的特定生物学性能的临床应用提供了新的思路。