钛合金以其良好的耐热性、机械性能和生物相容性被广泛应用于人体植入领域。临床中发现,未处理的钛合金表面骨整合能力弱,缺乏有效的抗感染能力。因此,本文通过激光干涉诱导方式在钛合金表面制造周期性微纳结构,同时将银与钛合金融合,期望获得具有良好抗菌性能的改性钛合金表面。本研究应用纳秒激光直写技术在钛合金表面形成不同的微结构,并结合离子溅射镀膜技术,获得Ag掺杂周期性微纳结构抗菌特性表面,主要研究内容如下:1.纳秒激光干涉直写构建周期性结构。采用激光干涉直写构建Ti6Al4V合金以及镀银Ti6Al4V合金材料表面周期性微纳沟槽结构,研究激光能量密度和银膜厚度对结构及表面性能的影响。X射线光电子能谱仪结果表明激光与Ti6Al4V相互作用过程存在较为明显的热效应。SEM结果表明激光能量密度150m J/cm2,20秒条件下,获得的微沟槽结构较为理想。摩擦磨损仪评价结果显示,Ti6Al4V表面的周期性微纳沟槽结构化使得表面摩擦系数降低了28.8%,且银掺杂可以使Ti6Al4V表面的摩擦系数进一步降低,摩擦系数随着钛合金表面银膜厚度的增加而减小,当银膜厚度为500 nm时摩擦系数降幅达到60%。2.Ti6Al4V合金表面微纳结构抗菌性能研究。研究蒸镀不同厚度银膜层后,Ti6Al4V合金微纳沟槽结构化的表面抗菌性能,以作为革兰氏阳性菌代表的金黄色葡萄球菌为研究对象,针对对照组、Ag0nm、Ag50nm、Ag100nm、Ag200nm、Ag300nm、Ag400nm和Ag500nm等开展系列实验研究。实验结果表明:银膜层厚度对Ti6Al4V表面微纳沟槽结构的抗金黄色葡萄球菌性能具有显著的影响,且随着所镀银膜厚度增加而增加。Ag100nm、Ag300nm和Ag500nm三类样品的抗菌率分别达到91%、94.8%和99.8%。3.Ti6Al4V表面微纳结构化的生物相容性。针对不同膜层厚度样品开展离子释放浓度和细胞生物相容性研究,实验结果表明Ti6Al4V合金表面微纳结构化样品在0.9%Na Cl中的Ag+释放量随时间呈线性趋势增加,并且在相同释放时间内,Ag+释放量与银膜厚度呈现正比关系。小鼠L929成纤维细胞在样品培养的MTT实验测试表明:Ag50nm、Ag100nm、Ag200nm和Ag300nm样品未表现出细胞毒性,而Ag400nm和Ag500nm样品则分别表现出样品轻微和较强的细胞毒性。综上,银镀层100-300nm范围内、激光能量密度150m J/cm2和时间20秒条件下,获得的Ti6Al4V合金表面微沟槽结构样品(Ag100-300nm)在抗菌性能和生物相容性方面均表现出优异的性能,其中抗菌率达到91%以上,细胞存活率达到90%以上。为降低生物医用植入材料Ti6Al4V合金术后感染风险提供了实验基础。