羟基磷灰石[Ca₁₀（PO4）₆（OH）₂,HA]具有优异的生物相容性是生物硬组织的主要矿物质,人工合成羟基磷灰石是临床上应用广泛的硬组织替代材料,特别是在骨骼和牙齿矿化组织中。但是人工合成的羟基磷灰石在使用的过程中遇到了许多问题:细菌感染,种植体松动等。二次手术给患者带来了二次痛苦。研究发现人工合成的羟基磷灰石和天然的羟基磷灰石在结构和组成上有着明显的差异,天然的羟基磷灰石是非化学计量的并含有大量的其他离子CO₃^2-,Mg²⁺,K⁺,Na⁺,Mn²⁺,HPO4^2-和SiO4^4-。针对这些问题,我们希望引入生物活性离子,探究微量元素对天然羟基磷灰石的晶体结构,生物活性,抑菌性和抗肿瘤活性的影响。本文目前取得的主要结果如下:微量Ga³⁺掺杂羟基磷灰石的制备以及生物学效应的研究。通过水热合成法成功制备了Ga³⁺掺杂羟基磷灰石。通过XRD的峰位移动证实Ga³⁺进入羟基磷灰石晶格取代钙离子的位置,并且对羟基磷灰石固有的物相组成和主要化学基团不产生影响。随着掺杂浓度的增大,Ga³⁺掺杂羟基磷灰石晶格参数a,c不断减小,这可能是钙离子的半径大于Ga³⁺半径的原因。细胞毒性研究表明镓掺杂羟基磷灰石无明显细胞毒性。含有0.001Ga,0.01Ga和0.1Ga以剂量依赖性方式降低了143b细胞活力。143b细胞与0.1Ga陶瓷片共培养72小时后,细胞活力降低超过55%。通过RT-PCR检测发现镓掺杂羟基磷灰石能够激活caspase-8信号凋亡通路。通过MTT和碱性磷酸酶（ALP）活性测定结果也证实了痕量掺杂的Ga的促进成骨细胞增殖和分化。抗菌实验研究发现0.1Ga具有良好的抗菌性,这是因为Ga³⁺和Fe³⁺化学性质相识,Ga³⁺取代Fe³⁺在细菌呼吸链中的位置,阻断细菌呼吸,最终杀死细菌。这种材料为骨肿瘤治疗和术后骨修复再生,以及预后感染预防提供了机会。微量铜掺杂羟基磷灰石的制备以及抗菌性和生物相容性研究。采用水热合成法成功制备了不同浓度梯度Cu²⁺掺杂羟基磷灰石纳米晶聚集体。通过XRD的峰位移动证实铜离子进入羟基磷灰石晶格取代钙离子的位置,并且对羟基磷灰石固有的物相组成和主要化学基团不产生影响。随着掺杂浓度的增大,Cu²⁺掺杂羟基磷灰石晶格参数a,c不断减小,这可能是钙离子的半径大于同离子半径的原因。随着Cu²⁺浓度增大Cu²⁺掺杂羟基磷灰石的晶粒尺寸不断变小有序结构也发生变化。微量Cu²⁺掺杂羟基磷灰石与L929细胞共培养后无明显细胞毒性。随着铜浓度的增加（0.01%¹0%[Cu/（Ca+Cu）]）铜掺杂羟基磷灰石抑菌率不断升高（16.4%⁷4.5%）。这为骨缺损处理材料的研究和开发提供了理想的前景。