El polieterquinona (PEKK) exhibe propiedades mecánicas y biocompatibilidad satisfactorias, con un módulo elástico que se asemeja estrechamente al del hueso natural. Esta propiedad reduce el efecto de apantallamiento por estrés asociado con los implantes óseos. Sin embargo, la inercia biológica de la superficie de PEKK sigue siendo una limitación significativa para su aplicación en la ingeniería de tejidos óseos. El objetivo de este estudio fue crear una estructura porosa 3D superhidrofílica en la superficie de PEKK para mejorar la biocompatibilidad, en términos de vascularización y remodelación ósea. Se empleó una combinación de tratamientos mecánicos, químicos y físicos de superficie para modificar la superficie de PEKK. Inicialmente, se utilizó el arenado mecánico para crear una superficie rugosa que promoviera el entrelazado mecánico con el tejido óseo. Posteriormente, se aplicaron grabado químico con ácido y limpieza física con plasma atmosférico a baja temperatura para desarrollar una superficie porosa 3D superhidrofílica. Las superficies modificadas se caracterizaron por morfología, rugosidad, hidrofobicidad y grupos funcionales. Se evaluaron las respuestas celulares, incluida la vascularización y la remodelación ósea, para valorar el potencial de mejora de la biocompatibilidad. La combinación de grabado ácido y limpieza con plasma atmosférico a baja temperatura, con o sin arenado previo, creó con éxito una estructura porosa 3D superhidrofílica en la superficie de PEKK. Esta superficie modificada mejoró la formación de tubos en células endoteliales de vena umbilical humana. También promovió la adhesión y mineralización de células madre mesenquimatosas de médula ósea humana y redujo ligeramente la expresión de fosfatasa ácida resistente al tartrato y el tamaño del anillo de F-actina en células macrófagas de ratón. Este estudio introduce una estrategia innovadora y efectiva de modificación de superficie para la superficie de PEKK, combinando tratamientos mecánicos, químicos y físicos para mejorar la biocompatibilidad. La superficie modificada de PEKK promueve respuestas angiogénicas y osteogénicas mientras inhibe ligeramente la actividad osteoclástica, lo que la convierte en una alternativa potencial para aplicaciones de implantes de PEKK en odontología y ortopedia.