生物矿化过程对生态环境和生物矿化有很多重要的启示。植入骨缺损部位的骨修复材料通过矿化作用在表面沉积类骨羟基磷灰石层来刺激并诱导骨在缺陷部位的再生,实现替代材料的骨整合能力,从而达到修复目的。现有研究多通过材料的体外矿化实验对材料的生物活性进行评价,生物材料的矿化性能及其机理的研究较少被报道。本文通过研究生物活性材料硅酸钙陶瓷以及钙磷基陶瓷（HA和β-TCP陶瓷）、生物惰性材料氧化铝陶瓷以及铝基化合物陶瓷（Ca O·6Al2O3、Al PO4以及3Al2O3 2Si O2）在不同矿化介质中的矿化行为,探究影响材料生物矿化的因素,揭示材料体外矿化的机理。硅酸钙陶瓷具有优异的矿化性能和可降解性,在人体模拟体液中能够快速地诱导羟基磷灰石的沉积。高离子浓度的人体模拟体液具有加速矿化进程的作用。本研究通过探究硅酸钙陶瓷在x1 SBF和x5 SBF中的矿化行为,揭示了硅酸钙陶瓷的矿化机理。研究表明,在硅酸钙陶瓷的矿化过程中,材料自身的钙硅离子的释放以及新的硅酸钙层（≡Si OCa+）的形成是诱导矿化发生的关键。对于钙磷基陶瓷而言,β-TCP陶瓷以及HA陶瓷在x1 SBF中不发生矿化现象,而在添加了F-且具有更高磷酸根离子浓度的改性SBF中,矿化沉积HA陶瓷晶体向（002）晶面择优取向生长,形成的花簇状HA具有更高生物活性和促成骨性能;而在β-TCP陶瓷表面,低溶度积的氟磷灰石在β-TCP陶瓷表面优先沉积,为后期羟基磷灰石的沉积提供了大量的成核位点。上述生物活性陶瓷的细胞生物学实验结果表明,矿化后的材料具有更优异的生物活性和促成骨性能。生物惰性氧化铝陶瓷具有优异的力学强度和生物相容性,但是其缺乏生物活性,骨整合性非常差,不能刺激骨组织的形成。本研究中基于上述生物活性陶瓷材料生物矿化性能的研究基础上,探究氧化铝陶瓷在不同矿化介质中的矿化行为。研究表明,在x1 SBF、x5 SBF、FBS中浸泡氧化铝陶瓷均不矿化;在改性SBF中,氧化铝陶瓷自身不释放离子,而是通过氟磷灰石的优先沉积为后期羟基磷灰石的沉积提供大量的成核位点,在高浓度的磷酸氢根离子的诱导下,磷灰石在矿化后期大量地沉积;体外生物学实验结果表明,矿化后的氧化铝陶瓷具有更优异的生物活性和促成骨性能。铝基化合物陶瓷的研究结果表明,含钙的铝基化合物六铝酸钙陶瓷在x1 SBF中具有较优的矿化能力。在六铝酸钙陶瓷中,铝元素以离子的形式存在,所以在矿化前期六铝酸钙陶瓷表面释放大量的钙离子和铝离子,使得材料表面出现更多的阳离子空位,SBF中的磷酸氢根离子受到静电作用而沉积在陶瓷的表面;而对于含磷的铝基化合物磷酸铝陶瓷和含硅的铝基化合物硅酸铝（莫来石）陶瓷而言,其在模拟体液中因为自身不释放离子,在表面上未存在合适的成核位点,使得不能实现羟基磷灰石的矿化沉积;六铝酸钙陶瓷的细胞生物学实验结果表明,矿化后的六铝酸钙陶瓷具有更优异的生物活性和促成骨性能。