中文摘要：

通过表面预处理对钛进行局部化学和形貌设计，以钙盐、磷酸盐和蛋白质或胶原等制备溶胶，用溶胶-凝胶法在模板化钛表面制备含类骨羟基磷灰石和蛋白质、胶原等生物分子的复合薄膜。用溶胶-凝胶法在钛表面制备TiO2凝胶网络，在模拟生理环境使蛋白质、胶原等生物分子结合到凝胶网络中，并诱导Ca、P在表面定向成核、结晶生长为复合薄膜。用等离子体处理对钛进行表面接枝改性和在钛表面制备自组装生物分子膜。分别使钛表面具有含特定活性端基和有适当几何结构的生物分子。在模拟生理环境中，借助具有空间定位能力的生物模板，形成含生物分子的羟基磷灰石复合薄膜。由这几种方法制得蛋白质或胶原等生物分子有序分布，并与沿C轴择优生长的针状纳米微晶羟基磷灰石牢固结合的钛表面生物活性复合薄膜。研究各处理过程的化学反应及其热力学与动力学。表征材料性能和结构，评价复合膜生物学性能。研究其生物学行为机制。为开发新型骨替换材料奠定基础。

结论摘要：

钛及其合金已经用于临床，但是其生物学性能，如生物活性尚待提高。本项目利用多种工艺，制备了钛表面复合薄膜，以改进其表面生物活性。通过化学刻蚀、复合氧化和低电压下阳极氧化等方法，在钛表面制得多层次微孔化模板和纳米管阵列模板。用溶胶－凝胶法结合仿生矿化，在微孔化模板上获得羟基磷灰石（HA）微孔涂层。复合氧化制备的钛表面微孔层中，分别含有钙、磷和磷酸钙，仿生矿化和细胞培养试验均表明同时含钙磷的微孔层具有更好的生物活性。在蛋白质调控下，HA结晶度有所提高，并形成纳米微晶。钛表面纳米管阵列层，不再进行表面处理，即在仿生矿化条件下显示出良好的生物活性，且该纳米管与底材有较高的结合强度。采用自组装和等离子接枝方法在钛表面引入几种活性功能基，制备了具有生物诱导能力的生物模板。在仿生矿化条件下，模板化表面具有诱导钙磷定向成核能力，自发形成纳米微晶HA涂层，并对蛋白质有更好的吸附作用。在软条件下，制备了分别含有抗生素和中药的HA复合涂层。结合多种测试工具，研究了改性钛表面结构、性能、微晶HA的形成机制、表面功能基与HA的结合性能、复合膜与细胞的相互作用。对于开发性能更优异的新型钛基骨替换材料具有积极意义。