自然界中许多生物矿物是由有机基质和无机矿物经高度有序组装而成，它们具有多样的形貌、复杂的结构以及独特的功能。通过仿生设计对胶体或纳米颗粒进行调控，进而精确控制材料的结构特异性、成分复杂性成为当前材料化学领域的热点研究方向，其中形貌和组分仿生的调控是仿生材料化学的重点研究问题。羟基磷灰石（HA）的化学组成与天然骨矿物成分相似，因而具有良好的生物相容性、生物活性、骨传导性以及促进成骨细胞分化的性能。随着HA微纳米颗粒在骨组织工程领域的广泛应用，考察材料与细胞间的相互作用成为关键问题之一，尤其是HA颗粒对细胞的内吞、活性、增殖和分化等行为的影响。本研究从仿生角度出发，利用柠檬酸钠（CtNa3）和十二烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为模板剂调控微纳米HA晶体的结晶行为，通过考察Ct/CTAB比例、Ct/Ca、溶液pH值和反应温度等关键技术参数对HA结晶行为的影响，实现了对HA微纳米晶体微观分级结构和尺寸的精确控制，并成功制备了微球、微棒、微花、中空微棒、中空微球和纳米棒簇等诸多分级结构的HA微纳米颗粒。同时，我们对模板剂分子与HA晶体间的相互作用机制进行了细致研究，并提出了相应的理论模型，为材料合成提供理论指导。通过模板法合成的中空分级结构HA微球，微球表面由HA纳米棒组成，平均粒径约为2.8μm，壁厚约为428nm,空腔长约2.5μm，宽约1.6μm，孔径分布在1.7-9.69nm之间。它具有均匀性好、稳定性高、比表面积大（225m2g-1）等优点，实验发现，在酸性和中性环境中载药粉体经46h药物释放后，药物释放累积量不超过总量的30%，因此它是一种良好的药物载体材料。通过模板法制备的HA微球和微棒颗粒具有尺寸均一、分散性好和理化性能相近的特点。体外细胞实验表明，HA微米颗粒在与细胞共培养早期对小鼠骨髓间充质干细胞（mBMSCs）的分化有抑制作用，这种抑制效应是由于细胞对颗粒的内化造成的；随着培养时间的延长，HA颗粒促进细胞的增殖，同时上调细胞成骨相关基因的表达水平，其中，HA微球颗粒对细胞的增殖和分化促进效果比HA微棒的促进效果明显，说明HA微颗粒形貌与干细胞行为间联系紧密。除对HA进行结构调控外，本研究通过离子掺杂的方法对HA晶体组成进行调控。微量元素Ga不仅能够调节HA的结晶习性，同时会影响材料与细胞间的相互作用。研究发现Ga能够抑制HA沿c轴方向的取向生长、降低HA晶体的溶解速率，同时镓掺杂HA（GaHA）还能够促进mBMSCs的增殖，并在细胞的成骨分化过程中发挥积极的作用。本研究从仿生角度出发，通过考察模板剂与HA晶体的作用机制，达到了对HA晶体微观结构的精确调控；同时通过化学掺杂实现了对HA晶体组成的调控，这种仿生合成方法和仿生功能化处理能够为骨组织工程用材料的设计提供新的思路，制备的多种结构与组成的HA产物在载药释药、促进干细胞增殖与分化等方面均表现良好，在生物医学领域具有潜在的应用前景。