和其它金属植入材料相比,钛因其较高的比强度、较低的弹性模量、优良的抗生物腐蚀性能、良好的生物相容性,已经成为了牙种植体、骨创伤产品及人工关节等人体硬组织替代物和修复物的首选材料。但在自然条件下,纯钛及其合金表面会形成一层具有生物惰性的TiO₂薄膜,该膜层降低了表面的生物活性。因此,这种生物惰性材料植入人体之前需要进行表面改性,以提高其表面的生物活性。目前,常见的“火山口状”TiO₂膜层,对于膜层的生物活性和亲水性改善有限,在其表面掺入生物活性元素Ca、Sr,能提高其生物活性;微纳米双重结构TiO₂膜层具有高亲水性和良好的生物相容性。因此,本研究旨在制备出掺杂Ca、Sr生物活性元素的高亲水性TiO₂膜层,进一步提高TiO₂膜层的生物相容性。本文通过向四硼酸钠电解液中加入氧化锶、氧化钙,使用微弧氧化（MAO）一步法制备出掺杂Ca、Sr的多孔TiO₂微弧氧化膜层。已有研究表明在四硼酸钠电解液中进行微弧氧化,在纯钛表面制备出高亲水性的微纳米双重结构Ti O₂膜层。该膜层的形成主要是由于四硼酸根对微等离子体放电产生的复合氧化物有腐蚀溶解的能力。在四硼酸钠电解液中加入氧化锶、氧化钙,影响了四硼酸根对微等离子体放电过程中产生的复合氧化物的腐蚀溶解能力,进而影响了膜层的表面微结构和化学成份。最终在TiO₂膜层表面形成亚微米和微米级孔洞,该分级结构使TiO₂膜层具有高亲水性。在TiO₂膜层中掺入生物活性元素Ca、Sr。细胞粘附和细胞铺展实验证明掺杂Ca、Sr的多孔TiO₂膜层所特有的分级结构有利于细胞的粘附,但对细胞的铺展并无很大影响。通过细胞在不同稀释比例浸提液中的增殖实验,证明适当的Ca、Sr离子浓度有利于细胞的增殖。研究结果表明:通过在加入氧化锶、氧化钙的四硼酸钠电解液中进行微弧氧化处理,可在纯钛表面制备出掺杂Ca、Sr的分级结构多孔TiO₂膜层,该膜层具有高亲水性和良好的生物相容性。