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钛及其合金因良好的力学性能及生物相容性逐步发展成为外科矫形手术的首选硬组织替换材料。然而，钛基植入体失效的情况仍时有发生。失效原因主要集中在如下两方面:①植入体表面生物活性不理想，致使植入体骨再生能力差，与周围组织结合不佳;②植入体表面无抗菌性，致使植入体相关细菌感染现象频发。本论文立足于改善钛材料上述两个缺点，采用水热处理(HT)、等离子体电解氧化(PEO)以及等离子体浸没离子注入与沉积(PⅢ&D)技术对医用钛表面进行改性，并重点探讨钛材料表面微观结构和组分对其生物学性能的影响规律和作用机理。 论文的主要结果有: 1.对钙磷掺杂PEO多孔氧化钛涂层进行水热处理，保留PEO涂层多孔表面结构以及锐钛矿氧化钛为主晶相的相组分同时，在PEO涂层表面构建了纳米尺度的周期性花瓣状结构;表面纳米功能化涂层具有极强的广谱抗菌性能;此外，涂层的生物活性也得到显著提高。 2.分别采用PEO技术及PⅢ&D技术在医用钛表面制备得到锰元素掺杂样品。Mn-PEO过程中锰的掺入使涂层变得致密，涂层的耐腐蚀性能得到明显提高;涂层中锰元素以Mn2O3形式存在，在生理盐水中浸泡可以持续缓慢释放锰离子;锰掺杂氧化钛涂层对于大肠杆菌有一定抑制作用，并且能够促使rBMMSC向成骨方向分化。Mn-PⅢ&D样品表面锰元素亦以Mn2O3形式存在，而样品内部以Mn单质形式存在;与PEO锰掺杂相比，PⅢ&D锰掺杂样品更为稳定，在表面锰元素含量相同的情况下，其锰离子释放速率仅为前者的1/50;锰离子注入钛表面对大肠杆菌有一定抑制作用，但对rBMMSC的早期粘附和增殖未产生直接影响。 3.采用PⅢ&D技术对医用钛表面进行铜元素掺杂，钛表面可形成纳米颗粒;在不同注入参数下，铜离子在钛表面可能以纯金属Cu单质形式存在，也可能混杂有氧化态的CuO结构。铜离子注入钛表面具有广谱抗菌性;铜掺杂钛表面的细胞相容性与铜元素的含量及存在形式密切相关，在合适工艺条件下，铜离子注入能够明显促进rBMMSC的早期粘附、增殖及成骨和成血管分化活性。