骨水泥在骨科植入与固定方面起着重要的作用。基于丙烯酸树脂的骨水泥在临床上得到了非常广泛的应用，是最重要的一种骨水泥。其中，显影剂是骨水泥不可或缺的组成部分，用作于显示、跟踪人工关节周边组织生长情况。但是，显影剂的引入会对骨水泥造成一系列不良影响，降低骨水泥的力学性能，缩短植入物使用寿命。因此，研究一种新型骨水泥显影剂材料，在保持显影效果的同时尽可能降低显影剂对骨水泥的不良影响，具有重要的研究价值和实际意义。本论文提出采用新型双官能团分子作为表面修饰剂、调控纳米硫酸钡形貌和表面性质；结合过硫酸钾热分解原位生成硫酸根离子过程，实现纳米硫酸钡的原位可控合成。为开发具有优良显影性能、力学性能和生物相容性的新型骨水泥材料奠定良好的科学基础。本论文主要包括以下三个方面：（1）采用“一锅法”将过硫酸钾热分解原位生成硫酸根离子的过程和双官能团表面修饰剂调控硫酸钡纳米粒子成核生长的过程进行耦合，协同调控硫酸钡纳米粒子形貌和表面性质。研究发现，通过逐渐增加修饰剂2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵(MSAH)的用量，硫酸钡纳米粒子大小均匀，尺寸先逐渐减小，然后逐渐增加；在此基础上，对硫酸钡纳米粒子的生长过程以及形貌调控机理进行了研究。（2）通过引进过硫酸钾预分解过程将硫酸根离子原位生成过程和双官能团表面修饰剂调控硫酸钡纳米粒子成核生长过程去耦合（两步法），研究过硫酸钾预分解时间、修饰剂种类和浓度对表面改性纳米硫酸钡的形貌和表面性质的综合调控作用和机理。研究发现，通过调控过硫酸钾预分解时间，以及修饰剂的种类和用量，可以将纳米硫酸钡尺寸降低到10nm–50nm。（3）采用表面改性纳米硫酸钡作为显影剂制备骨水泥，研究硫酸钡纳米粒子用量、形貌和表面性质对骨水泥力学性能、显影性能和细胞相容性的影响。在骨水泥中添加“一锅法”制得的纳米硫酸钡提高了骨水泥力学性能。用“两步法”纳米硫酸钡为显影剂合成骨水泥，添加不同类型和不同含量的表面改性纳米硫酸钡。研究发现骨水泥的弯曲模量和压缩强度得到了提高，显影性能也有比较好的改善；骨水泥细胞相容性没有明显下降甚至在某种程度上有所提高。