本文从满足医用硬组织替代材料生物活性和稳定性双重要求的角度出发,采用微束等离子喷涂工艺在Ti-6Al-4V基体上制备了羟基磷灰石(HA)涂层,研究影响HA涂层结晶度的工艺参数和具有择优取向羟基磷灰石涂层的形成规律。设计和制备表面层低结晶度与底层高结晶度的复合结构羟基磷灰石涂层,探讨了涂层在模拟体液中的溶解规律,并进行成骨细胞-HA涂层联合培养,初步研究其生物相容性。　　 在本研究中,通过控制微束等离子喷涂工艺参数,可获得三类不同结晶度和显微形貌的羟基磷灰石涂层。第一类结构的涂层中含有大量未熔化羟基磷灰石颗粒,不是典型层状结构的涂层,结晶度为70％-84％,其喷涂参数为:电流30A,离子气流量2L/min,喷涂距离60mm;第二类结构的涂层由充分熔融的颗粒碰撞到基体后充分扁平化构成,呈典型层状结构,存在择优取向。喷涂参数为:电流40A,离子气流量1.3L/min,喷涂距离75mm。此外采用含50％氦气的氩氦混合气和150mm/min的枪摆速度更利于制备第二类结构的涂层。第三类结构的涂层中只含有极少的未熔羟基磷灰石颗粒,大多数颗粒充分熔化,几乎观察不到涂层层片之间有明显的界限,结晶度小于25％。喷涂参数:电流40A,离子气流量1.2L/min,喷涂距离140mm。在此基础上以高结晶度第二类结构的羟基磷灰石涂层为底层,以低结晶度的第三类结构的羟基磷灰石涂层为表面层制备了羟基磷灰石复合结构涂层。　　 形成羟基磷灰石涂层择优取向的关键因素是羟基磷灰石颗粒的充分熔融和熔融颗粒在形成涂层过程中缓慢凝固。在微束等离子喷涂中具有择优取向的羟基磷灰石涂层的形成规律为:提高喷涂电流,采用热焓值较高的离子气,降低离子气流量有助于增加羟基磷灰石颗粒在沉积之前的熔化；较高的基体温度有利于减缓沉积羟基磷灰石颗粒的凝固速度,有利于形成择优取向。　　 具有低结晶度表面层和高结晶度底层的复合结构羟基磷灰石涂层在浸入模拟体液初期,由于表面涂层非晶相和杂相含量高,溶解速率较快,使涂层部分或全部溶解,起到了诱导形成类骨磷灰石层的作用；高结晶度底层在长时间浸泡试验中没有发生剥离,类骨磷灰石层在其表面附着。随着浸泡时间延长,涂层的表面聚集的颗粒直径变大,新沉积的类骨磷灰石层颗粒由许多细小的晶体组成,可促使沉积层的不断生长。　　 成骨细胞-HA涂层联合培养试验证明,成骨细胞能够附着在MPS制备的羟基磷灰石涂层的表面并深入涂层内部的孔隙中进行生长和增殖。复合培养后,成骨细胞的形态不发生改变,并表现出很好的功能活性,证明了成骨细胞与MPS制备的羟基磷灰石涂层间具有良好的相容性,为该材料的临床应用提供了有价值的理论依据。