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钛系金属材料是常用的生物材料，由于弹性模量与骨骼相近而且表面存在致密的氧化层（TiO2），使其具有良好的机械和生物学性能，在组织整形外科、心血管材料等领域有广泛的应用。在影响材料生物活性的诸多因素中，表面拓扑形貌是独立影响材料表面细胞黏附和形成“接触引导”现象的关键因素。通常蛋白质在细胞黏附和“接触引导”现象中起到媒介作用，因此研究蛋白质在不同拓扑形貌表面的吸附特性有助于理解细胞黏附机理和解释“接触引导”现象，从而能为人们合理设计表面形貌提供理论依据。胶原作为细胞黏附蛋白和支架蛋白，因具有诱导细胞黏附和指导生物矿化的作用而得到广泛研究。因此，本文以胶原蛋白和金红石型TiO2为研究对象，运用经典分子动力学方法研究胶原片段在不同金红石型表面的吸附特性，从分子水平为解释蛋白质在图案化表面吸附过程提供理论依据。本文建立了沿不同晶向分布的TiO2台阶模型，从吸附构象以及胶原结构变化角度，对水分子和胶原在其表面的吸附过程进行了分析。此外，还建立TiO2纳结构表面，并分析了胶原与TiO2初始距离较近时对吸附的影响，同时还针对凹槽宽度对胶原吸附性能的影响进行了讨论。昀后本文还以NaCl溶液为例，分析了离子在胶原吸附过程中的作用。模拟结果表明，TiO2表面纳结构影响胶原在其表面的吸附，主要体现为TiO2近表面吸附的第一水层能促进胶原的吸附，但是TiO2表面运动较为剧烈的水层（第二及以上水层）则会阻碍其吸附。胶原内氨基酸之间形成的氢键会影响胶原片段在TiO2表面吸附，当这种氢键在胶原稳定吸附于TiO2表面之后形成，则促进胶原在TiO2表面稳定吸附，反之则阻碍与TiO2直接作用。当胶原与TiO2间初始相距较近时，有较多的侧链氨基酸能与TiO2直接成键，这时胶原的吸附构象更为稳定。TiO2表面凹槽宽度影响胶原吸附，当凹槽与胶原位置平行，且凹槽宽度与胶原直径相近时，有利于胶原的吸附，但是当二者位置相互不平行时，则凹槽宽度越宽，反而适宜胶原吸附。此外，溶液中阳离子（Na+）能促进胶原在TiO2表面的吸附，主要表现为于吸附TiO2表面的Na+与侧链较短且带负电的Asp相互作用，从而实现胶原在TiO2表面的间接吸附。