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钛和钛合金由于良好的抗腐蚀性、生物相容性和较好的机械性能,被广泛地应用在生物医学领域和用作植入体材料。但是,钛植入体与人体正常骨组织连接不紧密,骨整合性不够,成骨细胞生长缓慢;而且释放的金属离子会影响细胞外基质导致植入失败。若对纯钛及其合金表面进行涂层处理,可提高植入体的耐磨性和生物学性能。而羟基磷灰石作为人体骨的主要无机成分,具有良好的抗腐蚀性和细胞相容性,而且羟基磷灰石与生物大分子相结合能够形成更加稳定的复合材料,进一步促进细胞的生长和分化。本研究采用固液混合共沉淀在纯钛基底上制备出明胶梯度浓度(50 mg/L,100 mg/L,150mg/L和200 mg/L)的明胶/磷灰石生物涂层,利用Tris缓冲液体系,磷酸钙达到动态平衡而不会出现沉淀,形成二相均质体系,而明胶的加入一方面为磷灰石的沉积提供了有效的结合位点,另一方面明胶改变了缓冲体系的稳定性,从而加速磷灰石沉淀。通过傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR),X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD) ,扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM),原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)对其进行表征,证明了涂层表面明胶的存在,同时阐明了明胶与磷灰石在均相体系里相互作用机理,并且通过ImageJ图像处理和高斯拟合对比特征值差异性。利用贴壁分离法和percoll密度梯度离心法均在体外有效获得大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSC),纯化后的干细胞在倒置显微镜下观察呈纺锤形,辐射状向四周发散。干细胞在材料上的增殖和碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase,AKP)活性用体外实验评价。结果表明,只有100 mg/L和150mg/L两种明胶浓度能够与磷灰石结合在钛材料上形成稳定的明胶/磷灰石生物多孔结构,明胶浓度过高或过低均不能形成稳定的多孔网状结构。傅里叶红外光谱衍射显示在波长1640～1655cm-1处存在明显的酰胺键的特征吸收峰,表明经过仿生处理过后的钛表面的确含有明胶。XRD图谱显示明胶的加入使得磷灰石的吸收峰值增强,加速了磷灰石的沉积。SEM显示100 mg/L和150mg/L两种明胶/羟基磷灰石复合钛材料表面均呈多孔的网状结构,但ImageJ图像分析表明二者的孔径面积和圆度均有显著性差异。AFM表明二者的高度分别为4.286μm、4.633μm。体外细胞MTT试验表明制备的仿生明胶/磷灰石生物涂层无细胞毒性,BMMSC在材料上生长良好;与未处理的相比,细胞增殖情况较好;碱性磷酸酶(AKP)表达水平在第7天和14天有显著增加,而且100mg/L浓度的明胶/磷灰石材料的增殖和成骨分化水平均较后者高。因此,本研究认为仿生制备的明胶/磷灰石生物活性钛材料具有良好的细胞相容性和促成骨分化能力,再次证明了细胞在微纳米尺度下的行为差异与基底拓扑结构有密切关系,对生物多孔钛材料在生物医学和组织工程中的应用有重要意义。