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目前,利用陶瓷电活性提高植入体的生物效应已成为新型植入材料研究的热点。本研究采用柠檬酸铵盐溶胶-凝胶法成功合成了KBT粉体并常压烧结制备自然铜/KBT无铅生物陶瓷。利用XRD、SEM、EDS对粉体及复合陶瓷材料的相组成、表面形貌进行表征,接触角测试仪测试陶瓷材料表面润湿性,准静态测试仪测量陶瓷的压电常数,通过模拟体液浸泡实验、抗菌实验等方法对复合材料的生物活性及抗菌性进行了研究。通过XRD、SEM等检测手段对自然铜/KBT生物陶瓷进行表征并得出,KBT陶瓷粉体具有钙钛矿结构,且颗粒大小比较均匀,晶粒尺寸大约在60μm;预烧温度过高,样品较硬、粉碎困难,过高烧结温度会导致熔化现象,故最佳烧结温度1030℃,预烧结温度为500℃,升温速率为2℃/min,此时的陶瓷晶体结晶性好,晶粒发育完整,晶粒尺寸大,晶界清晰烧;自然铜的掺杂不改变自然铜/KBT陶瓷的钙钛矿结构,但由于烧结过程中钾离子的挥发和铁离子聚集在晶界处而出现了第二相BixFeyTizO3x和Fe2O3,陶瓷晶粒尺寸先增大后减少,晶粒形状由针状向块状转变,相对密度ρr和压电常数d33先增加后减小,在自然铜含量为3%时达到最大值,分别为27%和31pC/N。自然铜掺杂物具有“软硬”效应,对陶瓷压电性能的影响是多种因素共同作用的结果。利用模拟体液浸泡实验发现,自然铜/KBT生物陶瓷正负极面均有钙磷盐的生成,但由于负极面更有利于吸附溶液中Ca、P元素,使之表面生成的钙磷盐量较多。同时试样负极面的钙磷盐沉积量与浸泡时间、烧结温度、自然铜含量有关。随着浸泡时间延长、烧结温度升高,陶瓷表面沉积的钙磷盐量越多;随着自然铜含量的增加,陶瓷表面沉积的钙磷盐量先增多后减少。此外,试样经过预处理后表面沉积钙磷盐含量由多到少顺序:HA预处理>多巴胺预处理>CaSiO3预处理>未预处理,说明预处理可以改善自然铜/KBT生物陶瓷的生物活性。抗菌性实验结果表明,随着自然铜含量的增加,压电性能增强,抗菌性增强,在自然铜含量为3%时,其抗菌率达到98.35%。表明此材料有望成为兼具良好的生物相容性、骨传导性及抗菌性的骨缺损修复替代材料,具有广阔的潜在应用价值和市场前景。