316L不锈钢具有良好的耐蚀性和血液相容性,因此被广泛应用于医用植入材料,是制造心血管支架的主要材料。虽然316L不锈钢在临床应用中表现出优异的性能,但是进一步提高它的耐蚀性和血液相容性仍然是国内外研究者的研究热点。本文采用离子注入的方法对医用316L不锈钢进行表面改性,研究了不同注入元素、注入剂量以及表面微坑的形成对其表面成分、表面性能以及血液相容性的影响。本文利用磁控溅射镀铝和阳极氧化的方法,在316L不锈钢表面制备微坑;对表面成孔和未成孔的试样进行离子注入处理,注入元素为N、O、F,注入剂量为1×1017ions/cm2、6×1017ions/cm2;利用X射线光电子能谱分析了离子注入处理后,316L不锈钢表面成分的变化;利用电化学极化曲线方法,分析了离子注入对表面未成孔及成孔试样耐蚀性的影响;通过测量不同处理状态试样的血液接触角,评价了离子注入及表面微坑对316L不锈钢表面润湿性的影响;利用溶血率测试、动态凝血时间测试和血小板粘附测试,评价了离子注入及表面微坑对316L不锈钢血液相容性的影响。表面成分分析结果表明:经过离子注入处理后,316L不锈钢表面成分发生了变化。对于注氮试样,当注入剂量低时,氮以固溶态形式存在,Fe元素以金属单质形式存在,当注入剂量增大时,氮以固溶态形式和CrN化合物形式存在,Fe元素以金属单质和铁的氮化物形式存在,随着注入剂量的提高,不锈钢表面氮原子百分比提高;经过氧离子注入处理后,316L不锈钢表面的Fe单质全部转变为Fe的氧化物,表面产生了Cr2O3,随着注入剂量的提高,Fe2+化合物的量减少,Fe3+化合物的量增加,并且部分氧化物转变为氢氧化物,随着注入剂量的增大,氧原子百分比有所提高,但是提高程度不大;氟离子注入试验中,在不同的注入剂量下,氟元素的存在形式没有发生变化,不锈钢表面生成了FeF2、FeF3以及CrF3等氟化物,当注入剂量为1×1017 ions/cm2时,表面氟原子已经达到饱和状态。电化学极化曲线测试结果表明,经离子注入处理后的试样,自腐蚀电位提高,腐蚀电流密度降低,说明离子注入处理可以提高316L不锈钢的耐蚀性;随着注入剂量的提高,自腐蚀电位降低,腐蚀电流密度提高,说明随着注入剂量的提高,耐蚀性有所降低。表面血液接触角测试结果表明,离子注入和表面微坑的形成可以提高316L不锈钢表面的血液接触角。血液相容性测试结果证实,离子注入处理可以降低316L不锈钢的溶血率,延长凝血时间,并显著降低316L不锈钢表面对血小板的激活作用,从而提高316L不锈钢的血液相容性;表面微坑的形成可以提高316L不锈钢的抗凝血性能,改善血液相容性。说明离子注入可以提高表面成孔316L不锈钢的血液相容性。