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近年来,有关骨科疾病中骨缺损修复及骨创伤部位的治疗课题受到了研究者们的广泛关注。由于用骨自体移植和同种异体移植具有数量不足和供体部位发病率高等缺点[1-4],在临床治疗上有相当大的局限性。研究者们寄希望于从材料领域开发用于骨修复的材料。同时,精准化医疗对纳米载体具有更高的要求,一方面药物载体需要具备靶向智能释放功能,另一方面还需要实现“诊疗一体化”目标。介孔二氧化硅纳米颗粒（Mesoporous silica nanoparticles,MSNs）因其良好的材料特性及生物相容性,常被用作药物输运领域的理想载体。磁性四氧化三铁纳米粒子的独特磁学性质,赋予其在磁共振成像、靶向药物释放和细胞及生物分子分离等生物医学领域更多复合应用。目前,很少有报道将二者结合,构建出基于骨科治疗的实际应用需求的材料。本论文将合成尺寸均匀的介孔二氧化硅纳米载体及其包覆四氧化三铁的核壳结构纳米复合材料,然后对其改性修饰,赋予其细菌靶向和骨靶向功能;再通过在材料表面连接具有pH响应的纳米阀门以封堵孔道并实现药物精准释放,从而解决目前材料在病理区域富集量少、尺寸大以及提前泄露对正常细胞产生的毒副作用等问题。最后,通过对靶向测试、生物相容性、细胞毒性以及抗菌药物载带进行研究,以期能应用于骨科创伤环境。论文先概述了介孔二氧化硅纳米材料、磁性纳米颗粒及磁性-二氧化硅纳米复合材料的制备方法及研究现状,然后提出了本论文的选题意义。第一部分主要对制备介孔二氧化硅所用到的模板剂CTAB的脱除效果及其在脱除过程中孔道的开放程度进行系统研究。脱除模板剂从而暴露出干净的孔道有利于提高药物负载率,同时解决了因模板剂毒性大所带来的毒副作用,此外,去除其对材料表面硅羟基的屏蔽,使材料便于后续的修饰改性。本研究结合多种方法对比分析得出了操作简单,孔道开放程度高且高效率的模板剂去除体系。第二部分主要研究了双靶向体系的构建及pH响应纳米载体的设计两部分内容。采用油水两相法合成了粒径约为100 nm的MSNs材料作为药物运输载体。通过缩合反应将硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）引入到MSNs外表面,得到具有氨基修饰的MSN-NH2。然后通过EDC/NHS耦合的方法,将表面具有羧基官能团修饰同时改性带有骨靶向、细菌靶向的聚乙二醇通过与MSN-NH2材料表面的氨基缩合形成酰胺键,即对MSNs表面修饰改性使其具有靶向性能,并检测其细胞毒性及人体相容性。在靶向体系的基础上,设计具有pH敏感性的1-甲基-1H-苯并咪唑（MBI）相连作为pH响应可控释放体系,经抗菌药物万古霉素（Van）负载后封堵阀门,并探讨其在材料中的最佳负载量。在论文第三部分,以油酸修饰的磁性Fe3O4纳米晶（20 nm左右）为内核,在其表面包裹一层致密二氧化硅,得到核壳结构的纳米复合材料（Fe3O4@nSiO2）,经硅烷偶联剂APTES在Fe3O4@nSiO2表面缩合反应后,得到具有氨基修饰的Fe3O4@nSiO2-NH2。然后用EDC/NHS耦合的方法,将表面具有羧基官能团修饰同时改性带有骨靶向、细菌靶向的聚乙二醇通过与Fe3O4@nSiO2-NH2材料表面的氨基缩合形成酰胺键,即对纳米颗粒Fe3O4@nSiO2表面修饰改性使其具有靶向性能,并检测其细胞毒性及人体相容性。在靶向体系的基础上,通过表面活性剂CTAB作为模板剂介导的溶胶-凝胶包覆方法,在Fe3O4@nSiO2的基础上合成尺寸在80 nm左右的三明治结构磁性介孔二氧化硅微球Fe3O4@nSiO2@mSiO2。通过盐溶液选择性刻蚀掉中间的致密二氧化硅层,制得具有蛋黄壳结构的磁性-介孔二氧化硅纳米颗粒Fe3O4@void@mSiO2。这一结构内部的Fe3O4核可用于核磁共振成像及磁响应控释药物,外部的空腔以及介孔结构可用于负载不同种类的药物分子,从而应用于“诊疗一体化”。最后,对全文进行总结和展望,结果表明,本文构建的具有pH响应的靶向介孔二氧化硅纳米球及磁性-二氧化硅复合纳米颗粒对骨创伤环境释放抗菌药物及“诊疗一体化”提供了一个新思路。改性修饰后的材料具有均一的形貌,较高的比表面积和孔容,在溶液中均具有良好的分散性。靶向实验结果和研究表明:修饰了靶向分子的材料在靶向区域的富集程度明显高于无靶向分子修饰的对照组。生物测试的结果显示出材料的细胞毒性较小,具有良好的生物相容性。