目的骨科内植物置入人体后,术中或宿主血行播散来的细菌在材料表面容易定植,并大量增殖,形成细菌生物被膜立体结构,再通过细菌播散到远处增殖,循环往复,形成细菌生物被膜生态系统,导致治疗失败,成为临床棘手的难题。骨科内植物金属如钬合金作为一个无机体,缺乏自身抗感染性能。本研究拟通过离子注入技术对钛合金进行表面改性,在其表面注入铜离子,并以注入银离子为对照来探索铜离子注入改性后的钛合金抑制细菌生物被膜形成作用。方法通过金属蒸汽真空弧（Metal Vapor Vacuum Arc,MEVVA）离子注入技术,对钛合金表面进行铜离子注入。利用扫描电镜（SEM）观察表面形态;通过能谱仪（EDS）与XPS元素分析钛合金表面注入铜元素含量。利用结晶紫染色与激光共聚焦显微镜方法,观察不同离子注入后钦合金抑制细菌生物被膜与表面存活细菌的比例。分析解放军总医院骨科关节相关感染病原谱,针对常见病原菌,使用实时荧光定量PCR技术检测金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌细菌生物被膜形成相关基因icaADR和aap基因转录水平,检测改性后钛合金抑制细菌生物被膜形成能力,采用体外细胞增殖实验验证材料的生物安全性。在内植物置入后骨髓炎大鼠模型上,结合感染的影像学评分,检测离子注入后钦合金材料的抑制细菌感染作用。结果通过金属蒸汽真空弧离子注入技术,可以在钛表面定植纳米颗粒铜;注入后在钛合金表面能够检测到相应的铜元素,定植铜元素粒子数量与注入时间成正比。铜离子注入钛合金抑制了金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌在钛表面形成生物被膜,降低了内植物感染的发生率。通过检测细菌生物被膜形成有关基因转录水平检测,证实铜离子注入钛合金能有下调icaAD和aap基因转录水平,上调了阻遏子基因icaR的转录水平;体外细胞增殖实验实验证实材料没有明显的细胞毒性作用。在大鼠胫骨细菌感染模型上,通过大鼠动物体内实验证实了铜离子注入钛合金能够降低骨科感染影像学评分,降低感染组织的活菌计数,实现抑制细菌感染的功能;大鼠的肝肾脏器没有出现病理学改变。结论通过MEVVA技术,我们可以在钛表面可控的定植纳米铜元素金属粒子,赋予钛合金抑制金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌细菌生物被膜形成的能力,在宏观和基因转录水平上均证实能有抑制葡萄球菌生物被膜形成,体外和体内实验证实该材料没有明显毒性,生物相容性好。