钽（Ta）作为一种理想的新型生物材料,具有优良的耐腐蚀性、细胞相容性、对人体组织无刺激、无毒等优点,在生物医学材料领域越来越受到关注。但其弹性模量（大于186 GPa）和密度（16.6 g/cm~3）远高于天然骨,限制了钽金属的临床应用。钛合金（Ti-6Al-4V）的弹性模量接近人体骨骼,且易于加工成各种形状,在医学领域广泛用作骨移植替代品。但Ti-6Al-4V也存在硬度低、有毒离子(V4+和Al3+)扩散、生物惰性、抗菌性能差等缺点。因此,本文设计将钽作为改性元素应用于Ti-6Al-4V基体上,可以获得具有良好耐蚀性和生物相容性的人工骨替代材料。本文首先在Ti-6Al-4V上涂覆氮化钛（Ti N）膜,以抑制其有毒离子(V4+和Al3+)的释放。然后,采用等离子体浸没离子注入系统,将不同比例（Ag/Ta=4:1、2:1、1:1）的钽和银离子共注入Ti N薄膜中,以协同提高其生物活性和抗菌性能。并通过X射线光电子能谱仪（XPS）检测样品的成分组成,扫描电子显微镜（SEM）观察样品表面的形貌,原子力显微镜（AFM）观察样品表面的粗糙程度,水接触角仪观察样品是否亲水。通过蛋白质吸附实验观察样品对牛血清白蛋白（BSA）的吸附能力,采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES）检测Ti N薄膜是否可以有效阻挡有毒离子的析出。使用电化学工作站检验样品的耐腐蚀性,利用MC3T3-E1小鼠成骨细胞和L929小鼠成纤维细胞进行体外实验,检测样品表面的细胞增殖情况。将样品分别植入大鼠体内进行体内实验,培养一段时间后观察大鼠重要器官切片,来检测样品植入大鼠体内有无毒性。利用大肠杆菌（E.coli,ATCC 25922）进行体外抗菌实验来检测样品的抗菌性能,从而探索银和钽的最佳配比,以获得具有最佳细胞活性和抗菌性能的Ag/Ta-Ti N样品。实验结果表明:Ag/Ta-Ti N样品无毒,通过合理调节Ag/Ta共植入比例可有效提高Ag/Ta-Ti N样品的粗糙程度、亲水性、耐蚀性、细胞活性和抗菌活性。总的来说,所获得的结果有利于其应用于骨替代材料。此外,基于Ag/Ta离子双注入氮化钛（Ti N）膜实验结果优良,为了精简工艺,加大钽离子的剂量,因此省略氮化钛（Ti N）膜的包裹。铜离子应用于人体相比于银离子作用更广泛更安全,所以本文采用Cu/Ta复合膜包裹Ti-6Al-4V,并通过XP型纳米压痕仪进行硬度、弹性模量测试,通过水接触角、离子析出、抗耐蚀性、细胞增殖等体外体实验和抗菌实验,探索Cu/Ta复合膜包裹Ti-6Al-4V的最佳配比,以获得性能最好的复合膜。实验结果表明:Cu/Ta复合膜可以有效提高样品表面的细胞增殖,随着复合膜上铜含量的增加,样品的抗菌性能逐步增加。综上结果可以证明:通过改性使金属钽可以更好的应用于骨替代材料,更好的造福人类。