该研究从改善HA涂层的长期稳定性入手,采用计算机控制的等离子喷涂系统,通过对涂层成分与结构的设计,研制出具有纳米结构特征的高性能生物活性梯度涂层材料.作者采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)原子力显微镜(AFM)、纳米硬度计等技术以及相关性能测试手段对生物活性梯度涂层的结构、性能和界面特征进行较为深入和系统的研究.生物活性梯度涂层成分与结构的设计上兼顾了生物活性涂层的力学性能与生物性能两方面的要求,在成分方面采用羟基磷灰石(HA)、氧化锆(ZrO<,2>)、生物活性玻璃等纳米粉体,并通过计算机精确控制的等离子喷涂系统(Praxiar 4500,Praxair Surface Technologies,USA)来实现生物活性涂层的成分与结构梯度变化的设计要求.涂层与基体的结合强度直接关系到该类材料的应用前景,实验结果表明:梯度涂层的结合强度显著高于单一HA涂层的结合强度,晶化处理可促使涂层产生局部冶金结合,使梯度涂层的结合强度进一步提高,达到53MPa;梯度涂层的残余应力明显低于单一HA涂层材料,晶化热处理为涂层中残余应力的释放创造了条件,涂层的残余应力值有比较明显的降低.在体内和体外的生物性能研究表明:生物活性涂层材料具有良好的生物相容性和生物活性,短时间内可与骨组织形成骨性结合,临床效果满意.