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目前,作为骨科植入材料的生物降解高分子材料及其无机-有机复合材料,由于存在缺乏驰豫氢质子能力和密度低等缺陷,无法利用现有的医学影像手段进行植入后的跟踪观察。为解决这一问题,本论文基于含钆（Gd）稀土化合物所具有的独特磁学特性以及微纳米材料的特殊性（具有表面效应和小尺寸效应等）,制备了几种含钆微/纳米粒子及复合材料,研究其在生物可降解高分子骨植入材料体内示踪应用的可行性。首先,合成了GdPO4·H2O、Gd2O3和Gd2O2S三种含钆化合物微/纳米粒子,并将其掺入到聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）中制备了无机-有机复合材料,评估其各自的成像效果和体外生物相容性。结果表明,随着钆浓度增高,核磁共振成像（MRI）和X-光计算机断层扫描（CT）的成像信号逐渐增强。在相同的钆浓度下,Gd2O3的MRI成像效果强于GdPO4·H2O和Gd2O2S,而CT成像效果没有明显差异。成骨细胞MC3T3-E1的体外培养结果表明,适宜浓度的GdPO4·H2O、Gd2O3和Gd2O2S均具有良好的生物相容性,可被筛选用于示踪生物可降解高分子骨植入材料。其次,选用与骨主要无机成分羟基磷灰石（HA）相近的磷酸钆为研究对象,合成了形貌规则、尺寸均一、单分散的GdPO4·H2O和GdPO4纳米束,对比分析了其物理化学性质。将GdPO4·H2O和GdPO4掺入到HA/PLGA可降解骨植入材料中,发现掺入浓度≥0.2%（Gd/PLGA,w/w）时,MRI和CT具有明显的成像信号,且随着钆浓度升高其信号逐渐增强。相同钆浓度下,GdPO4·H2O的MRI成像信号强度明显强于GdPO4。说明GdPO4·H2O更适合用于可降解高分子材料的MRI示踪。对不同掺入浓度的GdPO4·H2O/HA/PLGA复合材料进行生物性能评价。结果表明,当掺入较低浓度的GdPO4·H2O（<0.8%,Gd/PLGA,w/w）时无明显细胞毒性,并能够促进MC3T3-E1细胞的骨钙素表达和钙矿化沉积。将制备的GdPO4·H2O/HA/PLGA复合材料用于兔桡骨缺损的体内植入实验。经过0、2、8周的MRI示踪监测表明,向高分子骨植入材料中掺入适量GdPO4·H2O后,可以通过MRI和CT同时监测体内骨植入物的变化和新骨的生长状况。同时,对植入8周的兔骨缺损部位和内脏进行组织切片染色,评估了含GdPO4·H2O材料的组织相容性。结果表明,当GdPO4·H2O的掺入浓度为0.4%（w/w）时,骨缺损部位和内脏均未见明显炎症反应。最后,为改善含钆微纳米粒子在可降解高分子材料PLGA中的分散性和生物相容性,探索合成了表面修饰聚谷氨酸的产物GdPO4?H2O/PBLG。结果表明,当硅烷偶联剂修饰物GdPO4?H2O/APS与氨基酸单体BLG-NCA的投料比为1:0.25时,获得的产物GdPO4?H2O/PBLG在氯仿中具有良好的分散性和稳定性,能够与可降解高分子材料均匀混合。但与未修饰的GdPO4?H2O相比,修饰中间体和产物GdPO4?H2O/PBLG的MRI成像信号强度明显变弱。体外细胞培养结果表明,修饰产物GdPO4?H2O/PBLG具有较好的细胞相容性。本论文研究结果显示,通过在生物降解高分子材料中掺入适量的GdPO4?H2O等含钆微纳米材料,不仅能实现可踪性,还可改善植入材料的生物相容性。同时,含钆微纳米材料在诱导细胞成骨/软骨分化和骨组织再生等方面具有潜在的应用性。而其聚谷氨酸的表面修饰改性虽然改善了含钆微纳米粒子在聚合物基体中的分散性、稳定性和生物相容性,但却降低了材料的示踪性能。因此,在材料表面功能化修饰程度与体内成像效果之间寻找更为适当的平衡,使得骨植入材料同时兼具良好的生物功能性与示踪显影性能,有待于进一步的探索和研究。