创伤骨折、骨组织坏死、骨肿瘤、骨结核等导致骨缺损疾病的治疗仍是临床难点。一般采用骨移植来治疗该疾病,然而广泛使用的天然骨修复材料存在来源不足、并发症与免疫排斥等问题,应用受到极大限制,迫切需要开发人工骨修复材料来解决上述问题。目前研发的骨修复材料已被证明具有良好的植骨愈合效果,但是仍有少量患者出现植骨不愈合等问题,主要是由于其与天然骨结构和成分存在一定的差异,导致促成骨活性不足。针对上述问题,本文提出将促进成骨诱导的锌元素(Zn)与纳米羟基磷灰石(HA)进行功能复合,制备出仿骨结构活性增强羟基磷灰石骨修复材料,改善现有材料的活性不足等问题,提高其骨修复能力。基于此,本文通过对天然骨修复材料的结构、活性元素等分析的基础上,利用放电等离子烧结(SPS)技术在无粘结剂条件下制备了多孔Zn O/HA生物复合材料。研究了不同烧结温度、造孔剂添加量及Zn O含量对复合材料微观结构、孔隙特征、力学性能、体外矿化及降解行为的影响与机理。获得以下结论:在不同烧结温度下分别制备了造孔剂添加量25wt.%、Zn O含量6.2wt.%的多孔Zn O/HA复合材料。结果表明,烧结温度在950℃下,复合材料由HA与Zn O相组成,当烧结温度超过950℃后,出现了少量HA的分解产物TCP相,说明过高的烧结温度会导致HA分解;随着烧结温度升高,复合材料中孔径尺寸变小,大小孔之间的通孔结构消失,其抗压强度略有下降,弹性模量变化不大。在烧结温度950℃下,制备了造孔剂添加量分别为25、50及75wt.%的多孔6.2wt.%Zn O/HA复合材料。结果表明,随着造孔剂添加量增加,复合材料孔隙率分别为42.04%、51.26%和62.70%,孔隙率明显提高,孔径尺寸变大,大小孔之间的通孔结构变多;但随着造孔剂添加量增加,抗压强度由148MPa下降至56MPa,弹性模量由6.5GPa下降至3.5GPa。虽然高孔隙有利于细胞黏附、长入及爬行,但是会导致其力学性能出现劣化。在烧结温度950℃及造孔剂含量25 wt.%下,分别制备了Zn O含量为0、1.3、3.7、6.2及8.7wt.%的多孔复合材料。结果表明,随着Zn O含量提高,复合材料孔隙率变化不大,均在40%左右,孔隙均匀分布于材料表面,孔径尺寸在50～400μm间,存在大小孔之间的通孔结构,其抗压强度略有下降,在157～148MPa间,弹性模量变化不大,在6.5GPa左右。体外矿化行为表明,随着孔隙率由42.04%变化至62.70%,复合材料7d后表面沉积的类骨磷灰石越来越多,相比于低孔隙,高孔隙下材料表面的基体已经很难观察到随着Zn O含量由0wt.%增加至8.7wt.%,复合材料7d后表面沉积的类骨磷灰石越来越多,相比0wt.%的含量,8.7wt.%含量下材料表面的基体已经观察不到。降解行为表明,随着孔隙率提高,复合材料的降解速率加快,70d后低孔隙率下的复合材料降解速率为1.0%左右,而高孔隙下复合材料的降解率能达到1.5%左右。随着Zn O含量提高,复合材料的降解速率变快,70d后8.7wt.%Zn O含量的复合材料的降解速率为1.6%左右,而未加入Zn O的复合材料的降解率仅为0.8%左右。综上所述,SPS制备的多孔Zn O/HA复合材料,具有与天然骨修复材料相近的孔隙率、孔径尺寸及结构,而且与现有的羟基磷灰石基人工骨修复材料相比,也具有相近的孔隙特征。由于Zn元素的加入,会提高材料的促成骨能力,随着材料的降解,还能进行Zn2+释放,持续刺激成骨细胞,制备过程中未加入任何粘结剂,有效避免因粘结剂而造成的细胞毒害,作为骨修复材料在临床上具有潜在的应用前景。