Ti及其合金凭借着其优秀的性能占据了世界上80%医疗植入物市场。但是作为直接用于人体的医用生物材料,在复杂的人体内部环境有着诸多问题需要克服。首先,医疗生物材料必须拥有优异的生物相容性。然而Ti及其合金有着一定的生物惰性,作为医疗植入物与骨骼链接时,容易出现结合速度慢、炎症反应、植入物脱落等问题。其次常规钛合金因其摩擦学性能差,在对其耐磨性有要求如人工关节、植入固定板、牙齿种植体等应用环境下受到限制。因此在钛合金表面进行加工修饰,以提高其生物反应、降低其摩擦系数,更好的促进医疗生物种植体与人体组织的连接。表面改性增强骨细胞的附着、分化和增值能力显得极为重要。本文选用了两种钛合金,一种是常规的钛基晶态结构材料TC4,另一种是新型且耐磨性优异的钛基非晶态结构材料钛基非晶。首先通过飞秒激光技术在TC4表面进行激光加工表面微结构（LST）,研究其摩擦性能的改变。接着通过飞秒激光在TC4和钛基非晶上进行激光诱导自组织微纳织构研究,研究了TC4和钛基非晶在飞秒激光诱导表面自组织结构的衍变过程机理。通过扫描电镜（SEM）对钛合金的表面织构进行观察,采用室温摩擦磨损试验机对激光表面处理的TC4进行摩擦磨损实验,通过共聚焦显微镜和超景深对钛合金表面微纳织构轮廓形貌进行观察,采用EDS能谱仪对织构材料表面元素进行分析。将织构后的钛合金放入CO2恒温培养箱中,对其进行生物生物相容性培养。采用荧光显微镜其细胞附着进行观察。采用生物电镜研究细胞和织构表面的链接研究。实验结果表明,TC4在激光加工表面微结构（LST）下其摩擦系数得到了明显的降低。TC4在超快激光诱导表面自组织微结构下,结构的衍变过程是从球状结构转变为半球状半LIPSS结构,最终形成完整的LIPSS结构。钛基非晶的结构衍变过程是LIPSS结构转变为自组织微孔阵列结构或者是SWPSS结构,这也是激光刻蚀到激光烧蚀的衍变过程。飞秒激光对钛基晶态结构和钛基非晶态结构的诱导自组织结构有相同之处也有不同之处。相同之处是在激光刻蚀的能量阶段,飞秒激光可以在TC4和钛基非晶表面诱导形成700nm LIPSS结构。不同之处是在激光刻蚀能量阶段TC4可以形成一种钛基非晶无法形成的450nm球状结构,在激光烧蚀能量阶段钛基非晶可以形成2.5μm的自组织微孔阵列结构和2.5μm SWPSS结构。表面织构后的钛合金在生物相容性实验中表现出了明显的优势,较抛光表面其生物细胞附着最高提升了10倍。