多孔磷酸三钙(β-TCP)生物陶瓷具有优异的理化性能与生物学性能，作为骨再生修复材料已经应用于临床。临床应用中多孔β-TCP生物陶瓷存在着力学性能差，以及作为骨组织工程支架其表面的细胞黏附性能有待于增强等问题。本文通过纳米化与仿生化的方法来提高多孔β-TCP生物陶瓷的力学性能，并通过在多孔β-TCP表面修饰不同拓扑学形貌的纳米类骨磷灰石来增强细胞的黏附，得到了如下结果。　　 采用化学沉淀法合成了颗粒尺寸约为80 nm的纳米β-TCP球形粉末。改进了放电等离子烧结(SPS)的模具设计，采用SPS工艺在950℃保温5min获得了高致密度骨架的多孔β-TCP生物陶瓷材料。通过造孔剂的添加量与尺寸控制，多孔材料的孔隙率可以控制在55-70％，大孔的尺寸可以控制在300-500μm范围内。SPS可以在一定程度上抑制多孔生物陶瓷的纳米晶粒长大，晶粒尺寸可控制在200 nm左右；SPS可以降低纳米多孔生物陶瓷的微孔率与微孔尺寸使得多孔骨架的致密度增加：SPS可以增强颗粒之间烧结颈的连接。SPS制备的纳米多孔生物陶瓷与采用相同粉末传统工艺制备的多孔生物陶瓷相比其压缩强度与弹性模量提高了约50-100％。SPS制备的纳米多孔陶瓷的降解速率慢于传统烧结工艺制备的多孔生物陶瓷，因此降解性也得到了调控。SPS提供了一种制备多孔纳米生物陶瓷材料的新方法。　　 通过物理假设密质骨的比例决定天然骨骼的力学性能，设计得到了骨骼的宏观结构模型。通过注浆成型然后在1100℃烧结2 h制备得到了仿生结构β-TCP生物陶瓷。显微组织分析表明，材料为纯β-TCP相，界面结合紧密，大孔的尺寸约500μm，大孔之间高度连通，连通孔径约为100μm，大孔孔壁的均匀分布着约1μm的微孔。仿生结构的β-TCP生物陶瓷的力学性能与致密/多孔横截面积比(Sdense/Sporous)成指数性的函数关系，压缩强度可控范围为10-80 MPa，弹性模量可控范围为180-1000 MPa，是多孔β-TCP的力学性能的5-40倍。仿生结构β-TCP的降解性高于致密陶瓷但低于多孔陶瓷。在模拟溶液中浸泡4周之后，仿生结构β-TCP的力学性能下降了约47.2％，但仍然与人体脊椎骨强度范围(24-43 MPa)的下限相当。提出了骨骼宏观结构仿生的概念，其提供了一种提高多孔材料力学性能简单而又有效的新方法，解决了多孔材料力学性能差的问题。　　 修改了一种模拟体液命名为Rn-SBF，通过在Rn-SBF中不同条件下浸泡在多孔β-TCP生物陶瓷表面获得了不同拓扑学形貌特征的纳米类骨磷灰石涂层。在不添加HCO3-的Rn-SBF中浸泡1天，获得了纳米颗粒磷灰石形貌；浸泡到3天，获得了针状磷灰石形貌；浸泡2周获得了针状磷灰石团簇的形貌；在添加HCO3-的Rn-SBF中浸泡2周，可获得较厚的纳米磷灰石涂层，随着HCO3-离子的增加，磷灰石涂层增厚，纳米颗粒增大。在多孔β-TCP支架的表面形成的纳米结构为低结晶度的纳米类骨磷灰石。在Rn-SBF中HCO3-离子浓度低于4.0 mM对磷灰石的形貌具有重要的影响，但是对磷灰石涂层的成分影响很小。在Rnj-SBF中HPO42-的起始浓度是Ca2+的约6.0倍，对于磷灰石的形成与形貌转变起到决定性作用，其中支架表面上离子释放形成的空位点缺陷、与表面的晶界面缺陷与微孔隙体缺陷为磷灰石的非均质形核提供了位点。在β-TCP支架表面不同形貌的纳米类骨磷灰石涂层，为细胞提供了适宜的离子与纳米微环境，并可能会使细胞的伪足锚合较为牢固，增强细胞在材料表面的黏附。