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羟基磷灰石（HA）是人体骨骼和牙齿的最主要无机成分,人工合成的HA具有良好的生物相容性和生物活性,但HA脆性大、强度低,抗折强度和断裂韧性指标均低于人工致密骨的特性,限制了它在临床的实际应用。医用金属钛表面涂覆HA可结合金属材料的良好力学性能和HA良好生物性能,已被广泛地用作人体硬组织替代材料。然而,HA与钛基底热膨胀系数失配造成的残余应力,降低了涂层与基底之间的结合力,临床应用中常出现涂层脱落或植入体松动现象。二氧化钛纳米管具有良好的生物活性、抗腐蚀性及耐磨损性,因此,发展HA/二氧化钛纳米管复合增强体,可望起到增韧补强作用,提高HA涂层的力学性能,具有重要的临床应用价值。磷酸钙骨水泥（CPC）是一种重要的硬组织修复材料,在临床上已广泛应用,如何进一步提高CPC的力学性能,解决其抗压抗折强度低等力学问题,仍面临很大的挑战,而碳纳米管（CNTs）具有独特的力学性能,因此发展CPC/CNTs复合材料,有望获得力学性能优异的纤维类增强材料,而其中的关键问题是需要解决CPC/CNTs复合材料的生物安全性问题。针对上述关键问题,本文采用水热法制备了HA/TiO2纳米管和HA/MWNTs复合增强体,为获得力学性能优良的硬组织替代材料和骨水泥硬组织修复材料提供基础。主要研究结果和进展如下:1.采用水热法,以P-25为原料,保持固液比1.5g/140mL,在10mol/L的NaOH溶液中水热反应48h,成功制备了二氧化钛纳米管粉体,纳米管管径8-10nm,长度约几个微米;2.首次采用电泳沉积方法,在钛表面涂覆HA/二氧化钛纳米管梯度复合涂层,经过700℃煅烧处理2h,所制备的HA/TiO2纳米管梯度复合涂层剪切力达到32.97±2MPa（一般HA涂层与基底之间的剪切力为19.82±3MPa）,接近与人体骨的承载强度（35MPa）;大载荷划痕测试结果表明,这种梯度复合涂层与Ti基底之间的结合力比纯HA涂层与Ti基底之间的结合力提高了约2.3倍。考察了煅烧温度对电泳沉积涂层与基底之间的结合力的影响,结果表明700℃煅烧2h可有效地对HA涂层材料实现增韧补强作用;3.采用化学共沉淀结合水热后处理,实现了HA/MWNTs复合生物材料的宏量制备,当复合材料中碳纳米管含量占15%时,MWNTs与HA发生充分作用,可在MWNTs表面覆盖一层紧密的纯纳米HA晶粒膜层。经700℃煅烧后,发现HA与MWNTs的结合进一步强化,在MWNTs表面形成更加致密均匀的HA膜层;4.体外细胞培养实验表明,含15%MWNTs的HA/MWNTs复合材料没有明显毒性,具有良好的生物相容性。