El rendimiento de un procedimiento ortopédico depende de varias funcionalidades en tándem. Tales características incluyen las propiedades de superficie de los materiales y las respuestas subsiguientes. Las superficies de los implantes suelen ser rugosas; esta rugosidad puede optimizarse aún más a una morfología específica, como la rugosidad nanotubular (ZrNTs), y las superficies pueden utilizarse además como reservorios estáticos de fármacos. Los recubrimientos de ZrNTs están atrayendo interés debido a su potencial para mejorar la tasa de éxito de los sistemas de implantes, mediante una mejor fijación física y también una interacción micro/nano fisicoquímica con la matriz extracelular (ECM). El control efectivo sobre las propiedades de liberación de fármacos de tales recubrimientos ha sido objeto de varios informes publicados. En este estudio, se demostró un enfoque novedoso y simple para extender el tiempo de liberación de fármacos y limitar la liberación explosiva indeseable de nanotubos de zirconia (ZrNTs) a través de una modificación estructural. Esta última implicó la fabricación de una estructura de doble capa con un diámetro modulado y se logró variando el voltaje y el tiempo durante la anodización electroquímica. Los ZrNTs modificados estructuralmente y sus equivalentes homogéneos fueron caracterizados mediante SEM y ToF-SIMS, y se monitorearon y compararon sus propiedades de liberación de fármacos utilizando espectroscopia UV-Vis. Informamos una reducción significativa en el fenómeno de liberación explosiva inicial y un tiempo de liberación general mejorado. La simple modificación estructural de los ZrNTs puede mejorar con éxito el rendimiento de liberación de fármacos, permitiendo flexibilidad en el diseño de recubrimientos de liberación de fármacos para desafíos específicos de implantes, y ofreciendo un nuevo horizonte para biomateriales inteligentes basados en nanostructuras de óxido metálico.