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人工关节假体的两个关键界面分别存在以下问题:假体滑动界面（如关节球头和窠臼表面）的磨损问题和固定界面的松动问题。氧化锆(ZrO2)生物惰性陶瓷凭借良好的机械性能、耐腐蚀性能和生物相容性被广泛应用于假体的滑动界面;近期发展的硅酸钙(CaSiO3)生物活性陶瓷可以防止假体与组织间发生松动，在固定界面研究中备受关注，但两者的耐磨性能和机械稳定性均有待提高。石墨烯纳米片(GNs)兼具优良的力学性能和生物相容性，作为增强剂有望改善ZrO2和CaSiO3陶瓷的摩擦学性能，从而提升关节假体的综合性能。 本文采用等离子体喷涂技术在钛合金表面分别制备了ZrO2/GNs和CaSiO3/GNs复合陶瓷涂层，对涂层的成分、形貌进行了表征，并测试了涂层的结合强度、维氏硬度。重点研究了GNs对复合涂层摩擦学性能和细胞相容性的影响，并探讨了涂层的磨损机理。获得的主要结果如下：⑴采用等离子体喷涂技术制备了不同GNs掺杂量的ZrO2/GNs复合涂层。显微观察结果表明，GNs嵌插在ZrO2片状颗粒周边。ZrO2/GNs（1wt.％ GNs）涂层的维氏硬度(465 Hv)高于其他掺杂量样品，与钛合金基材的结合强度为41.3 MPa。ZrO2/GNs涂层和Al2O3陶瓷球组成的摩擦副在不同载荷下(10～100 N)的摩擦测试结果表明，ZrO2/GNs复合涂层的磨损率比ZrO2涂层低50％，随载荷增加，ZrO2/GNs复合涂层的摩擦系数和磨损率均逐渐减小。ZrO2/GNs涂层表面在对磨过程中形成了GNs富集的连续转移层，分散其中的GNs对涂层表面起增韧作用，阻止磨损向涂层内部进一步扩张。细胞相容性实验结果显示，ZrO2/GNs复合涂层表面MC3T3-E1细胞黏附状态良好，细胞的黏附和增殖数目与ZrO2涂层相当，表明GNs的添加并未影响涂层的细胞相容性。⑵采用等离子体喷涂技术制备了不同GNs掺杂量的CaSiO3/GNs复合涂层，涂层中GNs均匀分散在CaSiO3主相中，涂层表面具有异于纯相CaSiO3涂层的微-纳多级结构。CaSiO3/GNs复合涂层和316L不锈钢球组成摩擦副的摩擦测试结果表明，随着GNs添加量的增加（0～1.5 wt.％），涂层的摩擦系数上升而磨损质量明显下降（从28.6±0.5 mg降低到1.3±0.2 mg），这有利于改善涂层在微动条件下的早期骨固定效果。体外细胞相容性实验结果表明，CaSiO3/GNs复合涂层表面hMSCs细胞增殖略优于CaSiO3涂层，成骨相关基因（ALP、OPN和OC）的表达水平和CaSiO3涂层相当，表现出良好的生物相容性。