钛及其合金因其良好的生物相容性和力学性能被作为植入体而广泛应用于生物医疗领域。短时间内使植入体与周围骨组织发生结构和功能上的“骨整合”是保证植入体种植成功的关键。然而未经表面活化处理的钛基植入体,其表面活性较低,临床应用时骨整合周期长,因此为缩短骨整合周期,提高植入成功率,要对钛基植入体表面进行生物活化处理。本课题研究了传统的大颗粒喷砂酸蚀法(Trad-SLA),并对其进行优化,开发了改良的喷砂-酸蚀法(Mod-SLA)、喷砂-阳极氧化法(AO-SLA)、喷砂-酸蚀-碱蚀法(AE-SLA)和喷砂-酸蚀复合双氧水处理(H2O2-SLA)法,在光滑α-Ti基体上制备了(超)亲水性表面。利用SEM、EDS、XRD、XPS、AFM和接触角测量等多种检测方法对试样的表面结构、性能和耐久性进行了表征;采用骨髓间充质干细胞(h BMSCs)对不同表面进行了体外细胞学行为研究,探讨了成骨细胞在不同活化表面的响应机制;最后通过对比分析α-Ti,α+β-Ti和β-Ti在不同电解液中电化学行为的差别,对α+β-Ti进行了表面生物活化处理并给出了最优化的改性工艺。Mod-SLA用有机酸代替无机混酸,在α-Ti表面构造出具有微纳复合型孔洞结构的典型SLA表面形貌,且有更丰富的纳米级结构,表面粗糙度为2.21μm;AO-SLA在表面孔洞结构的基础上附加纳米级的三维网络状多孔钛结构,使表面亲水性得到提高,粗糙度为2.14μm。这两种处理方法都在试样表面形成了锐钛矿型的Ti O2。AE-SLA方法在α-Ti表面构造了三维纤维网络状结构,粗糙度为2.02μm,处理后在表面产生了一定厚度的钛酸钠凝胶层,有大量的亲水活性基团Ti-OH,使表面具有超亲水性,且耐久性能良好;H2O2-SLA在表面构造了纳米级的针状结构,粗糙度为2.03μm,处理后在表面形成一定厚度的二氧化钛凝胶层,表面也具有超亲水性能,且耐久性极佳,在空气中保存6个月以上仍然维持其表面的超亲水性能。体外细胞实验表明,活化后的表面都可以促进细胞在表面的粘附,具有更多纳米结构的超亲水表面不仅可以加快细胞在表面的粘附速度而且可以使得细胞与表面的粘附更加牢固;具有更多微米级孔洞结构和较大粗糙度的表面更能促进细胞的增殖,而具有凝胶层的超亲水表面则能更好的促进细胞的分化。电化学测试显示α+β-Ti无论在无机混酸、有机酸溶液还是碱液中都具有最好的耐腐蚀性,因此调整酸蚀工艺来获得具有微纳复合的多孔结构的α+β-Ti表面,由于腐蚀优先发生在α相和β相的相界处,因此形成的孔洞内部有纳米级的层片状组织存在。AE-SLA处理后α+β-Ti表面呈疏松的短纤维状,也获得了超亲水性能。活化后α+β-Ti表面产生了锐钛矿和金红石型的Ti O2,获得生物活性。