钛（Ti）和钛合金广泛用于临床骨科，然而，钛基植入物周围的骨形成不足仍然限制了它们的生物学性能。 Ti 基材的表面改性对于改善它们与骨形成细胞和骨组织的相互作用至关重要。在这项研究中，我们通过将肽 LL-37 包被到微结构 Ti 基质上来修饰 Ti 基质，旨在（i）在体外和体内诱导间充质干细胞（MSCs）迁移，（ii）促进 MSCs 的成骨分化和新骨形成。通过包括微弧氧化 (MAO) 和水热处理的两步法制备具有羟基磷灰石沉积的表面微结构 Ti 衬底。在聚多巴胺涂层的帮助下，LL-37 被加载到微结构的钛基底上。我们证实，表面改性的 Ti 基质有利于体外 MSCs 的活力、粘附、迁移和成骨分化。在股骨缺损大鼠模型中，表面改性钛植入物在植入后一周内有效诱导 CD29(+)/CD90(+) 阳性细胞迁移。根据 H&E、Masson 三色染色和 OCN、OPN 和胶原蛋白 I 的免疫组化染色结果，靶向 Ti 种植体在植入 4 周后表现出显着的新骨形成。这些结果表明 Ti 样品的表面改性通过 MSCs 募集促进了骨形成。