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本文以介孔二氧化硅基生物活性材料在药物缓释和骨组织工程方面的应用为出发点，围绕介孔基填充粉体、植入支架和无创伤修复注射水凝胶三个方面展开研究，并设计了细胞与材料间相互作用研究平台，为进一步深入研究组织工程打下基础。
结合乳液法和溶剂挥发诱导自组装法制备了具有规则微球形状的Ca-Si-P三元组分介孔生物活性玻璃。CaO的掺杂含量可高达25%，介孔比表面积、孔容及孔道有序性均能通过CaO进行调控。钙磷的掺杂显著地提高了介孔氧化硅的体外沉积磷灰石速率。同时该材料可装载高含量的双伦膦酸钠药物，通过化学组成尤其是钙组分的含量变化调节载药量和释放速度，是一种具有良好的骨修复能力和治疗骨吸收相关疾病潜力的骨缺损填充材料。
通过浸涂法和溶剂挥发诱导自组装过程的结合，在自制的三维多孔连通聚左旋乳酸(PLLA)支架上引入含量可调的介孔生物活性玻璃(MBG)涂层。MBG的引入显著提高了聚合物支架的表面亲水性，加速了降解过程以及羟基磷灰石的沉积速率，并可由MBG含量进行调控以适应临床上不同的需要。MBG/PLLA复合支架表面性质的改善有利于细胞在材料上的黏附、增殖与生长。装载抗生素药物庆大霉素后，药物的持续缓慢释放提高了抗菌效果，减小植入体带来的感染风险。
真空灌注法制备介孔纳米氧化硅粒子/β-磷酸三钙/生物玻璃(MSN/β-TCP/BG)复合抗骨结核药物传输支架(CS-DDS)，与β-TCP多孔支架相比体外生物活性增强，比表面积从接近零提高到81 m2/g。CS-DDS具有良好的生物相容性，同时装载两种抗结核药物异烟肼和利福平后，体外体内均表现出长达42天的持续性释放，且在填充部位周围的组织和血液中的浓度维持在最低抑菌浓度之上，药物释放过程没有引起肝肾脏功能的损坏。
制备了介孔氧化硅纳米粒子/壳聚糖/β-甘油磷酸钠(MSN/cs/β-GP)复合体系的温敏可注射水凝胶，有效地降低了CS的凝胶点温度，缩短凝胶化时间，增大了凝胶强度，更有利于软骨细胞的生长和增殖。MSNs里装载亲水性药物小分子庆大霉素，CS网络中装载BSA生物大分子，可同时实现双模型药物的运输和可持续性释放。
采用深紫外光刻和胶束纳米刻蚀结合的方法，在普通玻璃基底表面上制备了微纳米图案化的金纳米粒子阵列。采用乙醇胺作为弱还原剂，化学淀积的方法实现了基底上的金粒子的各向同性可控生长。具有1D平行直线图案的表面，金颗粒上用精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽序列(RGD)修饰以及颗粒间聚乙二醇(PEG)钝化之后，在波长为532 nm的绿色激光辅助下，通过金纳米粒子的光热转换产生热量，在亚细胞层面上对RGD和整联蛋白之间作用进行控制，进而操控细胞的黏附、极化和迁移行为。