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目的本实验以纯钛试件为研究的对象，采用电化学的阳极氧化技术来处理纯钛表面以期构建一种新型的纳米管阵列，观察和分析其微观结构，并对试件的生物活性进行体外实验研究，探讨钛表面纳米管形貌对细胞黏附、增殖和分化的影响。方法将厚度为0.25mm、纯度为99.99%的纯钛箔片用激光切割成直径为12mm的圆片70枚,使用800﹟到7000#的金相砂纸将钛片表面逐级打磨抛光至镜面状，依次在丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗20分钟后干燥备用。制备好的试件称为光滑组试件。取光滑组试件35枚分别放入含有88mmol/L氟化铵的乙二醇电解液中，与阳极相连，石墨为阴极，在设定的电压和时间下，分两步电化学阳极氧化：60V，2.5h；12V，40min。取出钛片在去离子水中超声清洗15min，干燥后备用。制备好的试件称为纳米管组试件。采用场发射扫描电镜（SEM）观察试件表面微观形貌、X射线能量色散谱（EDS）分析试件表面的元素组成和原子力显微镜（AFM）观察试件表面的三维形貌并计算粗糙度。体外培养小鼠骨髓间质干细胞（BMSCs），荧光计数法检测细胞在试件表面的早期黏附，SEM观察细胞在试件表面的形态，噻唑盐（MTT）方法检测细胞在试件表面的增殖，碱性磷酸酶（AKP）试剂盒检测试件表面细胞碱性磷酸酶活性从而评价钛片表面形貌对BMSCs分化的影响。结果通过电化学阳极氧化方法在纯钛表面制备出有序的蜂窝状双层二氧化钛（TiO2）纳米管阵列，SEM观察显示光滑组试件表面偶见裂隙和划痕，阳极氧化后的纳米管组试件表面则形成了蜂窝状有序的TiO2纳米管阵列，由上、下两层TiO2纳米孔组成，上层TiO2纳米孔为有序的六边形和五边形阵列，孔径约为160nm；下层TiO2纳米孔为TiO2纳米管，其开口端是位于上层纳米孔中，并且各管开口端在轴向上互相粘合，下层孔的孔径约为20nm，深度约为500nm；EDS结果显示光滑组试件表面元素为钛，纳米管组试件表面由Ti和O元素组成；AFM照片观察可见对照组表面细微的划痕，纳米管组规则典型的蜂窝状三维立体形貌，纳米管组粗糙度值Ra为37.81.8（nm, x s），光滑组粗糙度值Ra为20.34.4（nm,x s），纳米管组粗糙度大于光滑组有统计学差异（P0.05）。BMSCs细胞培养30、60和120min时，纳米管组试件表面的细胞数分别为40513、41916和3658（个, x s），光滑组试件表面的细胞数分别为29111、38213和3399（个,x s），纳米管组试件表面的细胞数高于光滑组有统计学意义（P0.05）；BMSCs细胞培养120min后，SEM观察表明光滑组和纳米管组试件表面BMSCs细胞向四周伸展，纳米管组的板状伪足更加宽大而且明显，细胞出现两极改变并且伸长，长轴两端出现了大量细小的丝状伪足；与光滑组试件比较，纳米管组在第3天和第5天的BMSCs细胞增殖活力增加有统计学意义（P0.05），在第7天的BMSCs细胞AKP活力增加有统计学意义（P0.05）。结论体外细胞培养实验证实双层二氧化钛纳米管阵列可以促进BMSCs细胞的黏附、增殖和分化。新型有序排列的蜂窝状二氧化钛双层纳米管阵列可增加试件表面粗糙度，具有良好的生物相容性，可望应用于钛基种植体表面改性。