近年来,由于对替代组织不断增长的需求,生物医学植入材料的研究越来越受到关注。目前生物材料主要有以羟基磷灰石(HA)为代表的生物陶瓷材料和以钛及钛合金为代表的生物金属材料两种。HA陶瓷材料具有良好的生物活性,能诱导骨组织生长,但其强度低,脆性高,不能用做承重结构。钛及钛合金具有良好的机械力学性能,常被用作承力植入材料。但致密钛的弹性模量与骨组织不匹配,会产生应力屏蔽现象,导致植入失败。多孔钛的孔隙结构可以弥补力学性能上的缺陷,起到缓冲减压作用,同时有利于体液传输,促进骨组织在种植体表面和孔隙内生长。但其与新生骨之间只能形成机械锁合,生物活性有待加强。本文用多孔钛作基体材料,通过仿生矿化法在其表面制备HA涂层,获得Ti/HA涂层材料。分析仿生制备工艺参数,不同沉积溶液及多孔钛孔径尺寸对涂层生长的影响,并对涂层材料的生物活性进行研究。结合实验和测试分析结果,得到如下结论:(1)通过对比不同表面前处理的HA涂层形貌,得出最优的前处理方案,即酸碱处理法。在此基础上,比较HA仿生沉积液和饱和钙化溶液(SCS)两种仿生沉积液对涂层生长的影响,发现SCS溶液的过饱和度较高,成核自由能低,有利于HA晶体的成核长大,HA晶体的生长速度快,晶体尺寸大。在HA沉积液中浸泡7天,涂层质量变化比达到最高值1.73%,而在SCS溶液中浸泡4天,涂层质量变化比高达2.94%,因此SCS溶液可以缩短HA涂层的沉积时间。(2)通过单因素实验分析沉积液温度、pH和沉积时间对涂层的影响,结果表明,沉积液温度升高,涂层变得均匀致密,但温度越高,HA晶粒越粗大,晶粒数减少,涂层变得疏松;沉积液pH会影响产物类型,p H呈酸性时,表面沉积物主要是DCPD和HA,pH值升高至碱性,沉积产物为HA涂层;随着沉积时间的延长,表面HA涂层的沉积量增多,涂层变得均匀致密,沉积时间过长,表面涂层会发生降解现象。(3)分析孔径尺寸对涂层生长情况的影响,结果表明,在一定范围内,孔径增大,表面面积相对变大,酸碱处理后,其表面粗糙度增加,基体表面的成核活性位点增多,更有利于磷灰石涂层均匀致密的生长。(4)通过模拟体液(SBF)浸泡实验和牛血清白蛋白(BSA)共沉积实验进一步研究材料的生物活性。实验表明,HA沉积液和SCS溶液制备的Ti/HA涂层试样经模拟体液浸泡后均有新的HA生成,证明了Ti/HA涂层试样具有良好的生物活性;对样品断面微观形貌分析表明,SBF浸泡时间由3天增加到14天,涂层在孔隙中的沉积深度从100μm增加到180μm,说明延长浸泡时间,有利于HA在孔内生长,这对骨组织在孔内增值分化有重要意义;BSA的加入使异相成核更容易发生,生成大量晶核,起到细化晶粒的作用,同时降低HA结晶度,晶体尺寸变小,形成与天然骨更接近的纳米级HA,从而提高材料的生物活性有利于涂层材料的临床应用。