深入研究仿生工程化生物材料表面的几何性质与物化性能及其生物学性能是改进和设计第三代生物材料的关键。在众多生物材料中,TiO2因其良好的生物相容性而成为人们近几年的研究热点。现有的TiO2表面微纳图形的制备技术主要包括模版法,阳极氧化法和浓碱处理法等。这些方法制备出的是不规则,无序的表面微纳结构。本研究结合微加工技术中的软刻蚀技术和溶胶凝胶法制备出规则的,有序的,单一成分的TiO2微米级沟槽,并对其物化性质和生物相容性进行研究。在软刻蚀中,用聚二甲基硅氧烷(PDMS)复制具有微图形的硅模板得到具有微沟槽PDMS弹性印章。在溶胶凝胶法中,以钛酸四丁酯为前驱体制备TiO2溶胶,经过微图形转移,最终得到锐钛矿型TiO2微沟槽。表面能检测表明具有TiO2沟槽样品比平面TiO2的表面能要小,且与微图形的尺寸相关(γ12μm<γ20μm<γ40μm<γflat surfaces)。TiO2微沟槽样品表面吸附蛋白能力要高于平板表面,且TiO2沟槽样品在整个吸附过程中具有两个解吸附的过程。诱导矿化实验表明TiO2沟槽较平面TiO2更能使磷酸钙(CaP)的形核趋于有序化,且在早期生成的晶核基本上按照微图形的趋向排列。骨细胞培养实验表明TiO2沟槽能在前期约束细胞的形貌和生长状态,使细胞按沟槽的走向生长。对于短期细胞培养(培养时间少于一个星期),微图形化TiO2表面的细胞的繁殖速率和ALP活性都低于平面样品,其趋势与表面能的趋势一致。本文研究成果对生物材料表面设计和功能应用具有一定的借鉴意义。