钛及钛合金因为其自身特殊的理化性质,经常被用作支撑、替代或增强生物组织的植入物,主要包括血管支架、骨骼和牙齿结构等。钛表面二氧化钛纳米管的生成显著提高了钛的比表面积,增加细胞黏附位点,但二氧化钛惰性氧化层也使其难以快速诱导种植体表面的骨组织形成。锶是骨骼中的一种不可缺少的微量元素,已有研究表明锶元素可以促进成骨细胞的分化。当锶掺杂进入二氧化钛纳米管时,可以产生成骨效应,而不改变氧化层有利于细胞黏附的管状结构。羟基磷灰石,近年来也被广泛使用在骨修复材料领域,因为其与人体骨骼具有相似的化学成分、结构性质和生物活性,能够促进成骨细胞的附着、分化,提高植入体材料的成骨活性。本文在钛金属表面制备了钛酸锶纳米管层,继而通过电化学方法沉积了羟基磷灰石复合涂层来改善植入材料的成骨活性。为了植入材料能够同时具有抑制微生物附着的作用,在涂层中分别掺杂了银、铕两种元素,对最终得到的两种复合涂层的性能进行了一系列的研究。主要内容如下:1.首先采用电化学阳极氧化法,金属钛作为基底,在其表面制备了直径均匀的TiO2纳米管层。所选择的阳极氧化电压为60 V,反应时间120 min,所选择的电解液体系为NH4F、水的乙二醇溶液。制备得到的TiO2纳米管,直径均匀,约为130 nm。通过450℃的热处理将阳极氧化制备的无定型TiO2转变为性质更为稳定的锐钛矿型。然后通过水热法,200℃条件下在氢氧化锶溶液中制备得到了钛酸锶纳米管涂层,锶元素的掺杂使本身的纳米管结构管壁增厚,直径略微减小,但管状结构不发生改变。且制备的钛酸锶涂层能在一段时间内释放具有成骨性能的锶离子。2.采用电化学法在钛酸锶纳米管涂层表面继续沉积了银掺杂的羟基磷灰石涂层,结果显示当电流密度为2 mA/cm~2时,所制得的涂层形貌均匀,结晶度最好,表面为疏松多孔结构,银离子在其中均匀分布。经测试涂层的结合强度达到16.49 MPa。经SBF中的抗腐蚀性测试和浸泡实验证明最终得到的复合涂层腐蚀电位和生物活性相较于纯钛材料都有了很明显的提高。生物学评价表明,最终得到的复合材料具有抗菌性且不具有明显细胞毒性。一段时间内涂层中的银离子、锶离子可以缓慢释放。3.稀土元素铕也通过同样的电化学方法被掺杂到涂层中,按照不同的铕掺杂比例在钛酸锶管状结构表面制备了铕掺杂羟基磷灰石材料,其中Eu3+/(Eu3++Ca2+)的浓度比值为1%时,所得涂层的结晶度最好,结合强度最高。而当该比值增大到15%时,经电化学沉积实验,在STN涂层表面不能制备出羟基磷灰石涂层。实验表明,掺杂比例为1%的复合涂层的亲水性、抗腐蚀性、生物活性、抗菌性对比裸钛材料都有了很大的提升。且锶离子、铕元素都可在PBS溶液中持续一段时间的缓慢释放。