羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HA)因其具有较好的生物相容性和生物活性而成为最早和最常用的钛表面涂层材料,但是HA在体液环境中有较高的溶解度,可导致涂层崩解与剥脱而影响种植体的长期稳定性。与HA不同,人体骨骼中含有一些重要的微量元素,如：氟,镁,锶和锌等等。在对HA涂层改进过程中,这些微量元素自然被加入其中。目前的研究主要集中在改进两方面的性能：生物活性和涂层的溶解性能。如采用氟离子取代部分羟基离子以降低其溶解性能,确保HA涂层的长期稳定性。采用锶离子取代部分钙离子以增强HA涂层的生物活等等。本研究探索用溶胶-凝胶法在纯钛表面制备含氟和锶离子的双相涂层,研究出具有长期稳定性、生物活性及生物相容性良好,符合临床需要的种植体材料。第一章溶胶-凝胶法钛表面双相FHA/SrHA涂层的制备、表征及生物活性评价目的用溶胶-凝胶法在纯钛表面制备含氟、锶量不同的双相涂层,研究各组涂层的物理性能表征和生物活性(体外诱导磷灰石能力)的变化并筛选最佳的掺氟、锶量。方法在纯钛表面采用溶胶-凝胶的方法制备双相FHA/SrHA1、FHA/SrHA2及FHA/SrHA3涂层,以单相FHA及SrHA涂层为对照组。采用X射线衍射分析仪检测各涂层相的组成；采用扫描电镜进行涂层形貌的观察；能谱分析仪确定涂层的组成元素；微米划痕测试仪测量涂层与钛基体间的结合强度；缓冲溶液检测涂层溶解度；模拟体液评价各涂层诱导类骨磷灰石沉积的能力。结果1、采用溶胶-凝胶法在纯钛表面成功制备了不同SrHA含量的双相FHA/SrHA涂层,其与纯钛基体的结合力略次于单相FHA涂层,但优于单相SrHA涂层。通过改变双相FHA/SrHA涂层中SrHA的含量,可以调控双相FHA/SrHA涂层的溶解度及其与纯钛基体之间的结合力。2、所有双相FHA/SrHA涂层在三羟甲基氨基甲烷及柠檬酸改性的磷酸缓冲溶液中均发生涂层的溶解和钙磷酸盐的再沉积过程,且溶解速率随相组成的不同而变化,与单相FHA、SrHA涂层相比表现出更好的稳定性。3、所有双相FHA/SrHA涂层在模拟体液溶液中浸泡14天后,均能在其表面诱导成熟的类骨磷灰石生成,并且类骨磷灰石的X射线衍射分析显示衍射峰强度随着SrHA含量的增加而逐渐加强。说明双相FHA/SrHA涂层具有较好的生物矿化能力即生物活性。结论采用溶胶-凝胶法制备的双相FHA/SrHA涂层表现出良好的化学稳定性及较好的生物矿化能力,对提高钛种植体早期生物活性和远期稳定性具有积极意义。第二章双相FHA/SrHA涂层对成骨细胞生物学行为的影响目的以单相FHA涂层为对照,比较成骨细胞在不同双相FHA/SrHA涂层表面的细胞行为,为优化氟和锶浓度、涂层结构以及表面处理工艺提供理论依据。方法采用细胞附着计数,倒置显微镜观察,扫描电镜,细胞增殖、碱性磷酸酶及骨钙素测定来检测各组涂层对成骨细胞粘附、增殖及分化的影响。结果1、细胞早期粘附1小时后单相FHA、SrHA涂层与3组双相FHA/SrHA涂层表面细胞附着数的均值差异无统计学意义(P>0.05)。2、倒置显微镜及扫描电镜观察各组涂层周围成骨细胞大量增殖,显示出良好的增长趋势,各组涂层材料之间的细胞形态未见明显区别。3、成骨细胞增殖检测(MTT)1、3、5天,成骨细胞在各组涂层表面的细胞增殖水平均随培养时间延长而增加,呈现出了良好的增殖趋势；5天时,双相FHA/SrHA涂层的OD值大于单相FHA涂层的OD值,且双相FHA/SrHA2涂层的OD值显著高于其它3组的OD值,差异均有统计学意义(P<0.05)。4、成骨细胞碱性磷酸酶检测(ALP)7天后,双相涂层FHA/SrHA2的ALP值最高,但差异无统计学意义(P>0.05)。14天后,双相涂层FHA/SrHA的ALP值高于单相涂层FHA,且双相涂层FHA/SrHA2的ALP值显著高于其它3组,差异均有统计学意义(P<0.05)。21天后,双相涂层FHA/SrHA的ALP值较第14天时均有显著减少,差异有统计学意义(P<0.05)。单相涂层FHA的ALP值较第14天时减少,但差异无统计学意义(P>0.05)。5、成骨细胞骨钙素检测(OCN)7天后,单相涂层FHA与双相涂层FHA/SrHA的OCN值比较,差异无统计学意义(P>0.05)。14,21天后,单相涂层FHA与双相涂层FHA/SrHA的OCN水平较7天时均有显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。双相涂层FHA/SrHA的OCN值高于单相涂层FHA,其中双相涂层FHA/SrHA2的OCN值显著高于其它3组,差异均有统计学意义(P<0.05)。21天后,单相涂层FHA与双相涂层FHA/SrHA的OCN值均达到高峰值。结论溶胶-凝胶制备的双相FHA/SrHA涂层较单相FHA涂层具有更强生物活性。双相FHA/SrHA2涂层能更好的促进成骨细胞的增殖与分化。