钛合金（Ti-6Al-4V）因其良好的机械强度、适宜的弹性模量以及优异的抗腐蚀性等特点,被广泛用于临床中的骨科植入领域。然而,钛合金本身的生物活性不佳,且抗菌能力较差,在植入人体后易引发植入体松动、细菌感染和骨整合效果差等问题。因此,为了改善钛基植入体的生物相容性,需要对其表面进行改性处理。目前喷砂酸蚀的方法仍是行业内应用最多的方法之一,但仍无法明显改善其生物学性能。本文通过两步激光加工结合溶液辅助的方式在Ti-6Al-4V植入体表面制备微纳复合结构并添加ZnO涂层,以增强其成骨及抗菌性能。首先,探究纳秒激光加工Ti-6Al-4V表面凹槽的最佳工艺参数,并采用溶液辅助激光加工的方法在构建微米级凹槽的同时添加ZnO涂层。通过体外MC3T3-E1细胞培养实验,研究微凹槽和ZnO涂层对成骨细胞行为的协同作用规律。结果表明,选用f=50kHz、V=250mm/s、P=5W的加工参数成功制备了含有ZnO涂层的微凹槽结构,二者的协同作用显著促进了成骨细胞的细胞响应效果,且没有产生细胞毒性。其次,探究飞秒激光加工Ti-6Al-4V表面周期性结构的最佳工艺参数,并在微凹槽的基础上构建周期性纳米结构,同时在表面添加ZnO涂层。通过MC3T3-E1细胞响应检测及基因表达实验研究改性后的表面在基因层面上对细胞成骨分化的影响。结果表明,采用f=800kHz、V=400mm/s、P=18W的参数构建了搭载ZnO涂层的微纳米结构复合表面,从基因表达水平上显著提高了成骨细胞的增殖、粘附和分化水平。然后,探究搭载ZnO涂层的Ti-6Al-4V微纳复合结构的抗菌性能。通过平板涂布、SEM形态观察和活/死细菌荧光染色等抗菌性检测实验,研究改性后的表面对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的作用效果和影响规律。结果表明微纳复合结构的早期抗粘附和ZnO缓释杀菌的协同作用显著提高了 Ti-6Al-4V的抗菌性。最后,研究改性后的钛棒植入体的体内骨整合性能。采用激光加工和溶液浸凃相结合的方法对Ti-6Al-4V棒状植入体进行表面改性,并在大鼠股骨近端植入2、4周后通过Micro-CT分析、Mimics三维模型重建和组织学染色观察实验评价其成骨性能。结果表明,具有微纳结构复合ZnO涂层表面的钛棒具有最佳的体内骨整合性能。