移植材料的表面特性如表面形貌、表面化学组成和表面生物学成分在细胞对材料的生物学反应和材料对周围生理环境的反应方面起着重要的决定作用。钛金属及其合金由于具有较高的生物相容性、抗腐蚀性和良好的力学性能,已广泛应用于牙科和骨科领域。为了进一步提高材料的生物相容性,对钛金属及其合金的表面改性已经成为近几年研究的热点。钛金属及其合金的表面改性方法包括表面形貌修饰和表面化学修饰。钛金属材料表面形貌修饰的方法主要是表面纳米化,而表面化学修饰的方法是采用涂层技术。通过两种改性方法制备的生物材料能够显著提高细胞的黏附、增殖和分化能力,因此生物材料表面的形貌和化学修饰就变得尤为重要。基于以上研究背景,本论文首先调整钛金属基底的表面形貌,采用水热法在钛基底表面分别制备了二氧化钛纳米棒和氧化锌纳米棒,并在此基础上进一步调整材料表面化学成分。生物惰性材料氧化锆具有较好的表面粗糙度和生物相容性,并且在生理环境下不易发生化学反应,能保持长期稳定,因此本文在二氧化钛纳米棒表面修饰了氧化锆涂层,制备出二氧化钛纳米棒和氧化锆复合材料；天然骨组织中的无机成分主要是羟基磷狄石,其具有良好的生物相容性,所以本文在二氧化钛纳米棒表面修饰了另外一种生物活性材料羟基磷灰石,制备出二氧化钛纳米棒和羟基磷灰石的复合材料；高分子聚合物聚乳酸不仅能够提高材料的生物相容性,而且能够在生物体内自然降解。本文在另外一种纳米阵列材料(氧化锌纳米棒)表面修饰了聚乳酸涂层,制备了氧化锌纳米棒和聚乳酸的复合材料。另外,本文还对以上材料进行了生物学性能评价,研究了这些移植材料的生物相容性。具体工作如下：(1)为了制备出生物相容性更加优越的材料,本文对纯钛片表面进行调整,制备了二氧化钛纳米棒和氧化锆复合材料,并对材料的形貌、亲水性和晶体结构进行表征,通过Hala癌细胞实验来评价材料的生物学性能。结果表明随着培养时间的增长,复合材料表面的细胞数量增多,并且表现出较好的黏附行为,出现了丝状伪足,细胞几乎铺满整个材料表面。通过对比细胞实验结果,我们发现二氧化钛纳米棒比纯钛片具有更好的生物相容性,而修饰了氧化锆的复合材料具有最好的生物相容性。从生物学评价结果来看,这种材料适用于硬组织骨替代材料。(2)材料表面的化学组成对材料的生物相容性起着决定作用,本文采用羟基磷灰石涂层调整二氧化钛纳米棒的表面特性,制备了二氧化钛纳米棒和羟基磷灰石的复合材料。首先对材料的形貌、晶体结构和元素成分进行分析,然后通过Hala癌细胞的黏附、增殖和分化来评价材料的生物相容性。(3)为了进一步提高材料的生物相容性,本文以纯钛片为基底制备了氧化锌纳米棒和聚乳酸的复合材料。氧化锌纳米棒具有取向性良好的阵列结构,纳米棒之间的空隙能够为营养物质的流动提供通道。高分子聚合物外消旋聚乳酸(PDLLA)具有生物相容性,并且能够在体内降解,力学性能稳定。聚乳酸涂层的修饰能显著提高材料的生物相容性,诱导骨的生成,同时能够在体内降解为无毒性的物质。本文首先对材料的形貌和组成成分进行分析,然后对材料进行生物学评价。结果表明细胞在复合材料表面比氧化锌纳米棒表面生长的更好,在长时间的培养时间之后,细胞发生增殖,数量增多。这种复合材料具有良好的生物相容性,能够更好地促进体内骨的生成。