钛及其合金由于其良好的力学性质和生物相容性成为骨科植入材料的优选,现已广泛应用在临床器官和硬组织的替换中。但由于植入后,纯钛种植体与人体骨之间的结合只是简单的机械整合,不能很好的满足植入体在医用生物材料上的活性要求。因此,为了使其具有更好的生物相容性,必须对材料进行进一步的表面改性。本文通过在纯钛表面采用电化学阳极氧化处理技术,获得一定管径和管长的二氧化钛纳米管；同时通过微弧氧化在钛表面获得一定孔径的纳米孔层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和接触角测试仪对改性后试样表面的形貌、晶型结构、亲水性和表面能进行了表征。通过在纳米管表面进行蛋白质吸附实验,研究蛋白质在试样表面的吸附动力学和热力学机制,推测蛋白质在纳米管表面的吸附方式；同时结合细胞培养,考察纳米管以及经蛋白质吸附后的试样表面对于细胞的黏附、生长和分化能力的影响；通过蛋白质的体外短期释放实验,考察纳米管表面的蛋白质的释放机制。改变阳极氧化电压获得管径分布为20nm～200nm的纳米管,改变氧化时间制备管径为100nm,管长分别为500nm和1000nm的纳米管；150V电压的微弧氧化获得200-400nm的介孔层。450℃热处理3小时后,纳米管/介孔的形貌不变,阳极氧化表面的无定型二氧化钛转变为锐钛矿型二氧化钛,而热处理后微弧氧化表面的二氧化钛存在金红石和锐钛矿两种晶型。由于植入材料在进入人体后会与各种生物大分子发生反应,因此实验将光滑钛、纳米管/介孔试样分别在相同的仿生条件下,选取不同蛋白初始浓度、不同种类蛋白质,定性和定量的考察试样的蛋白吸附行为。结果发现,纳米管试样具有较好的蛋白吸附能力,而光滑钛和介孔试样表面的蛋白量很少。且纳米管管径越大,管长越短,蛋白吸附的量越多。这是因于具有纳米管结构的试样有很大的比表面积,表面提供了更多的可供蛋白质吸附的吸附位点。同时,纳米管表面的蛋白吸附量随着蛋白初始浓度的增大而增加。选用不同种类的蛋白质在纳米管表面进行吸附时,X光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析发现,小牛血清蛋白(BSA)在纳米管表面以化学方式结合,通过Langmuir公式拟合进一步得出蛋白质的最大吸附量；纤维连接蛋白(FN)在纳米管表面以物理吸附的方式结合,通过吸附率的计算,得出FN的吸附率大于BSA；当两种蛋白质共同存在时,通过荧光和SDS-PAGE表明在两种分子的共同作用下,会在表面形成一个多层的以BSA分子为主的蛋白膜。通过对蛋白质吸附后的试样进行体外释放实验发现,光滑钛及微弧氧化试样经过蛋白吸附-释放后,表面98%的蛋白质都释放到了溶液中,且释放速率和释放趋势一致。相反,纳米管试样经过蛋白吸附-释放后,蛋白质的释放率较低,且纳米管表面的蛋白质的释放分为突释和缓释两个阶段。蛋白质的释放满足Fickian扩散。成骨细胞培养的实验中,纳米管试样表面的细胞生长能力优于光滑钛,经蛋白质吸附的试样对细胞的黏附和生长均有促进作用,且不同种类的蛋白质对细胞生长的促进作用也存在差异,FN单独存在更有利于细胞在试样表面的生长。