采用提拉法结合电化学阳极氧化的方法，在医用钛表面构建了梯度TiO₂纳米管阵列（TiO₂-NTAs）结构。对单一钛表面形成不同纳米结构TiO₂-NTAs的形成机理进行探讨。结果表明，TiO₂-NTAs的结构梯度在润湿性转变、晶体结构演化和电沉积八磷酸钙（OCP）等方面表现出不同的性质。体外研究表明，梯度TiO₂-NTAs在细胞粘附、铺展及增殖以及金黄色葡萄球菌和大肠杆菌粘附上具有不同差异。其中，MC3T3-E1细胞在直径为60nm的TiO₂-NTAs表面具有更高的生物活性，而金黄色葡萄球菌和大肠杆菌则更倾向于粘附在直径为90nm的TiO₂-NTAs表面，这是由于细胞和细菌在纳米表面的粘附行为不同所致。因此，构建TiO₂-NTAs的结构梯度可为高通量筛选其与医用钛表面结构性能关系提供切实有效的方法。