钛及钛合金因高的比强度、良好的生物相容性与机加工性能,被广泛应用于人工牙齿、人工关节等硬组织植入领域。然而钛及其合金具有抗菌性不足、生物活性低以及耐蚀性能不足等问题,植入人体后很容易使植入部位松动感染,最终导致植入失败,这使得钛及其合金在生物医学方面的应用受到了限制。为了增强钛基植入体的抗菌性能、生物活性及耐蚀性,本文通过微弧氧化法（MAO）在含有醋酸钙（Ca（C2H4O2）2·H2O）、磷酸二氢钠（Na H2PO4）以及不同含量乙二胺四乙酸二钠铜(C10H12Cu N2Na2O8·x H2O)（用Na2Cu-EDTA表示）的电解液中制备了含Cu的TiO2膜层,对膜层的表面与截面形貌、化学成分及相结构等进行表征与分析,在此基础上探究了膜层的抗菌性、成骨功能、细胞相容性及耐腐蚀性,并探索了在不同模拟人体环境下的早期腐蚀情况,最后对Cu掺杂的TiO2膜层的形成机理进行了深入研究。研究结果表明:掺入0～5 g/L Na2Cu-EDTA的TiO2膜层表面呈均匀的多孔结构,孔径从几十纳米到6μm不等,膜层厚度为9～12μm,Cu元素在膜层中分布均匀,膜层主要由锐钛矿与金红石相构成。含Cu的TiO2膜层对金黄色葡萄球菌有明显的杀菌作用,当Na2Cu-EDTA添加量达到2 g/L以上时,抗菌率达到90%以上;在Na2Cu-EDTA添加量不超过2 g/L时,表现出较好的成骨性能与细胞相容性。与未处理的纯钛相比,经微弧氧化处理后的膜层表现出更好的耐腐蚀性能,同时发现Cu的掺入,对耐蚀性的略有提高。另外本文还在H2O2或/和牛血清白蛋白（BSA）存在下的模拟人体体液中,对不同样品的腐蚀情况进行了研究。结果表明,H2O2和BSA的存在均对膜层的耐蚀性产生了影响。在对不同Cu含量的TiO2膜层的研究中发现,含有10 g/L Na2Cu-EDTA的TiO2膜层表现出了非均匀的外观特征,即边缘的黑色区域和中心的棕色区域。微观结构表征表明,黑色区域主要由内部的TiO2层和外部包含纳米羟基磷灰石（HA）的多孔富Ca、P层组成;膜层外观颜色的差异主要与铜的存在形式有关,中心区域以Cu2O为主,边缘区域以Cu O为主。生物实验表明,与中心棕色区域相比,周围黑色区域表现出更好的骨成形能力和抗菌能力。本文通过对掺铜的微弧氧化膜层的微观组织结构、形成机理以及各项性能进行了探讨,为微弧氧化在生物医学上的应用提供了指导。