人工合成的无机磷酸钙(CaPi)因表现出优异的生物相容性,可降解性和成骨特性,被广泛应用于临床医疗。近年来,随着纳米材料合成技术的逐渐成熟,人们也在积极探索CaPi相关的纳米材料在临床诊疗技术中的应用。因此,对CaPi纳米材料的优化及其应用机理的研究就具有十分重要的意义该论文分析了 CaPi纳米材料的基础理化特性,并利用同步辐射X射线光谱研究了不同组分、形貌的纳米CaPi的X射线吸收近边结构(XANES)和X射线激发发光光谱(XEOL),深度解析了材料的电子结构及发光特性。并通过与成骨细胞共培养的方式,对材料的生物特性进行了评估。本文的研究成功为CaPi材料的应用发展提供了可靠依据。具体内容包含以下三部分:一、钛基纳米管表面磷酸钙涂层的电子结构及生物活性研究。选取了 Ti和钒钛铝合金(Ti-6Al-4V)为基底,用阳极氧化法在基底表面制备出纳米管,并通过仿生沉积法得到CaPi涂层。该涂层含有多种具有生物活性的CaPi组分:无定型磷酸钙、磷酸八钙、二水合磷酸氢钙和羟基磷灰石。通过对涂层的成核及结晶过程的分析,发现具有较多羟基磷灰石组分的CaPi涂层更有利于细胞增殖,具有较多磷酸八钙组分的CaPi涂层更有利于细胞分化。二、磷酸钙镁骨修复材料的合成及性能研究。通过共沉淀法制备并装载辛伐他汀(Simvastatin,SIM)得到具有囊泡状结构的新型磷酸钙镁骨修复材料(ACMP/SIM),并将材料置于模拟体液中矿化,模拟该材料在生命体内的行为变化。通过对ACMP/SIM理化性质及生物活性的研究,发现SIM的复合极大增强了磷酸钙镁的成骨特性。在矿化过程中,ACMP/SIM具有很高的生物活性,即先降解,再重塑为结晶度更高的成骨材料。三、铕掺杂磷酸钙纳米材料的发光特性的研究。通过共沉淀法得到铕掺杂磷酸钙(EuCaP),并高温煅烧制备出Eu3+掺杂和Eu2+/Eu3+共掺杂的CaPi纳米材料。对材料的荧光光谱和晶体结构进行研究后,发现煅烧温度和氛围的变化会造成Eu离子在CaPi主晶格中的掺杂位点的迁移,进而改变材料的发光行为。对Eu2+/Eu3+共掺杂的CaPi纳米材料进行X射线吸收谱和X射线激发发光谱的研究后发现,在相同的X射线激发条件下,Eu3+表现出比Eu2+更稳定的发光特性。