纯钛表面在空气中生成的氧化膜薄且不具有生物活性，为赋予其生物活性，通常对钛表面进行改性处理。在本论文中，为改善钛植入体的生物活性，采用电化学阳极氧化法在钛表面制备二氧化钛（TiO₂）纳米管层。然后利用生物活化方法进一步提高TiO₂纳米管层的生物活性，并通过模拟体液（SBF）浸泡和成骨细胞培养实验研究了改性后表面的生物活性及生物相容性。钛表面所制得的TiO₂纳米管连续分布，紧密排列，且垂直于钛表面生长。纳米管层的形成受电压、氢氟酸（HF）浓度、阳极氧化时间、pH值等参数影响。在一定电压范围内，不同电压下能够得到管径不同的TiO₂纳米管；HF浓度的大小决定能否形成纳米管结构，太大或太小都不能在钛表面得到TiO₂纳米管层；时间是决定纳米管长度的一个关键因素。X射线衍射（XRD）分析表明，阳极氧化过程得到的氧化膜是无定型的TiO₂，热处理后得到锐钛矿型二氧化钛，且SEM分析表明热处理没有破坏TiO₂纳米管层结构。接触角测试结果表明，具有TiO₂纳米管层的钛具有较高的表面能。使用预钙化和低浓度碱处理TiO₂纳米管层，然后矿化沉积羟基磷灰石（HA）。与未经过处理的试样相比较，HA更容易在TiO₂纳米管层沉积。这可能是因为预钙化后的试样表面形成的碳酸钙晶体在浸泡过程中溶解，使表面局部的Ca、P离子浓度增加，HA在表面开始形核、长大；低浓度碱处理后试样表面出现羟基，羟基的存在改变了试样表面的元素及电荷分布，在这种状态下HA更容易在表面沉积。另一方面，将未经活化处理的试样浸泡于高离子浓度SBF（3×SBF）中时，HA快速沉积到其表面。3×SBF提供更高的Ca²⁺和PO₄^3-浓度，溶液的过饱和度提高，因而能够在短时间内在TiO₂纳米管层上沉积HA。所得HA涂层与TiO₂纳米管层的结合强度大于15.3MPa。表面纳米结构化的钛具有高表面能，并可提供更多的HA形核点，这可能导致涂层与TiO₂纳米管层有较高的结合强度。对钛样、具有TiO₂纳米管层的钛样及具有HA涂层的试样进行成骨细胞培养。结果表明，细胞更容易在具有TiO₂纳米管层的钛样表面黏附，且有更高的分化能力：表面含Ca、P元素也能够促进细胞的黏附及分化。试样的表面能及元素分布可能是影响细胞吸附，增殖与分化的主要因素。说明制备的氧化膜及HA涂层具有更优的生物相容性。