羟基磷灰石具有良好的生物活性和生物相容性，能与自然骨发生化学结合，增强骨的愈合作用，但其脆性大的缺点限制了其在人体承重部位的应用。碳纳米管具有很高的力学性能，具有短纤维的特点，它与羟基磷灰石结合可提高后者的强度。钛及其合金具有密度较小(接近于人骨)、比强度高、耐腐蚀性好、良好的生物相容性等优点。因此，钛及其合金在硬组织修复与骨组织工程领域的应用占有主导地位，成为加工手术器械和人工骨植入体理想的生物医用材料。但它没有生物活性，长期处于人体体液环境中，钛合金会释放出有毒离子使人感到疼痛。因此，本文首先对碳纳米管进行纯化和表面修饰，然后研究碳纳米管、羟基磷灰石及二者复合粉体的分散性能，接着通过各种刻蚀及阳极氧化工艺对钛基体进行表面处理，最后采用电泳沉积的方法在经表面处理的钛基体表面制备碳纳米管/羟基磷灰石复合涂层，并研究了复合涂层的组成、微观结构、力学性能，同时通过体外细胞培养实验研究了复合涂层的生物相容性。　　 采用硝酸回流处理和混酸处理两种方式对碳纳米管进行纯化，对纯化后的碳纳米管进行了XRD、FTIR、TEM等分析，选择浓硝酸回流处理作为最终的处理方式。对纯化后的碳纳米管分别采用H2SO4/H2O2、咪唑和柠檬酸进行了表面修饰，对修饰后的碳纳米管分别进行了XRD、FTIR、及Fe3+吸附试验，可以看出经柠檬酸修饰的碳纳米管较H2SO4/H2O2和咪唑修饰的碳纳米管含有较多的有机官能团，特别是富含大量的羧基，这有助于提高碳纳米管在溶液中的分散性。　　 采用十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵及二者的复配溶液对纯化后的碳纳米管进行了分散试验，对悬浮体系分别进行了稳定悬浮时间、悬浮体系吸光度及粘度等参数的测定分析，发现十二烷基硫酸钠分散效果最好，十六烷基三甲基溴化铵分散效果次之，二者的复配溶液分散效果最差。　　 采用六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠分散羟基磷灰石，六偏磷酸钠的分散效果最好，多聚磷酸钠的分散效果次之，十二烷基硫酸钠的分散效果最差。碳纳米管/羟基磷灰石复合粉体悬浮液不能长时间均匀稳定的存在，易团聚。但碳纳米管和羟基磷灰石能够较为均匀的结合在一起，且当碳纳米管与羟基磷灰石的质量比达到1:2时分散效果较好。　　 采用碱刻蚀和酸碱刻蚀两种不同的方法对钛基体进行表面预处理，通过电泳沉积法在其表面制备了CNTs/HAp复合涂层，并对复合涂层的成分、微观结构、涂层与基体的界面结合强度进行了研究。XRD分析发现，复合涂层纯度高，基本不含杂质。SEM观察发现，在酸碱刻蚀工艺(2)下，复合涂层涂覆均匀，表面相对平整，基本无裂纹，且碳纳米管在基体中分布均匀，无团聚，表明该工艺所制备复合涂层具有较高的质量。其效果优于碱刻蚀和酸碱刻蚀工艺(1)下所得复合涂层。力学测试结果显示，单纯HA涂层与碱处理的基体的结合强度为20.01MPa，掺杂不同含量碳纳米管之后，涂层与基体的结合强度都有提高。其中碳纳米管含量为20％、30％和40％的悬浮液得到的涂层在热处理之后强度都超过了30MPa，其他两个的结合强度也都超过了25 MPa，以碳纳米管含量为30％的悬浮液得到涂层的结合强度最高，可达到36.45MPa，与纯羟基磷灰石涂层相比提高幅度较大。　　 通过体外细胞培养试验研究了复合涂层的生物相容性。光镜观察发现，与L-929细胞共培养以后，细胞都能够正常分化、生长，随着时间的延长细胞数量逐渐增多。SEM观察结果显示，与L-929细胞共培养以后，细胞能够安全存在并生长，细胞在样品表面铺展开来，且细胞周围伸出许多大小不一、粗细不等的伪足，随着时间的延长，样品表面细胞的数量逐渐增多，说明细胞不断分化生长，表明材料促进了细胞在其表面的生长分裂。这表明所有材料均具有良好的生物相容性。　　 采用电化学阳极氧化的方法在纯钛表面制备出一层有序排列的TiO2纳米管阵列，然后通过电泳沉积法在其表面制备了不同碳纳米管含量的CNTs/HAp复合涂层并对复合涂层的成分、微观结构、涂层与基体的界面结合强度进行了研究。XRD分析发现，煅烧前后复合涂层中均未出现杂质相，涂层纯度较高，只是煅烧后羟基磷灰石的结晶程度更高。SEM观察发现，煅烧前后复合涂层的表面质量都很好，表面比较平整，无裂纹等明显缺陷出现，碳纳米管在复合涂层中分布都非常均匀。煅烧后复合涂层的致密度更高，其中的孔隙更小，涂层表面显得更为致密。复合涂层的断面SEM照片显示，不论碳纳米管含量高低，涂层与基体都有较好的界面结合，它们之间基本无裂纹产生，涂层与基体结合非常紧密。碳纳米管含量为20％和30％的复合涂层基体与涂层之间还发生了相互扩散、渗透，使二者紧密结合在一起，很难区分它们之间的界面。复合涂层的能谱分析表明，钛基体表面确实存在一层二氧化钛层。力学测试结果显示，单纯HA涂层与基体的结合强度为21.51MPa，掺杂不同含量碳纳米管之后，复合涂层与基体的结合强度都有明显提高。各个碳纳米管含量的复合涂层在热处理之后结合强度都超过了30MPa，其中碳纳米管含量为30％的复合涂层的界面结合强度为最高，超过了40MPa，与纯羟基磷灰石涂层相比提高幅度较大，与未经阳极氧化处理的基体表面制备的碳纳米管/羟基磷灰石复合涂层相比也有一定程度的提高。　　 通过体外细胞培养试验研究了复合涂层的生物相容性。光镜观察发现，与L-929细胞共培养以后，细胞都能够正常分化、生长，随着时间的延长细胞数量逐渐增多。其效果好于未经阳极氧化处理的基体表面制备的碳纳米管/羟基磷灰石复合涂层。SEM观察结果显示，与L-929细胞共培养以后，细胞在所有样品表面均可存在并正常生长与分化，形态正常，活性高。随着碳纳米管含量的增加，材料表面的细胞呈现出规律性变化，即碳纳米管含量为20％和30％的复合涂层表面细胞生长效果最好，其表面微绒毛最多，表明其活性最大，而碳纳米管含量为10％和50％的复合涂层表面细胞生长情况稍差一些。这表明TiO2纳米管阵列/CNTs/HAp复合涂层具有良好的生物相容性。