骨作为人体的物理支撑和矿物储库,具有优良的力学性能和高度的各向异性结构。骨的复杂性来自于骨是一种包含有纳米复合材料的组织,其中的无机羟基磷灰石[HA,Ca10（PO4）6（OH）2]纳米相有规律地分散在胶原纤维内。HA具有较良好的生物活性和骨传导性,常被用于生物陶瓷材料。为了更好地满足外科领域的临床需要,一些研究人员已经将注意力转向将微量元素掺杂HA结构的研究方向,已报道有多种微量元素如镁、锶、硅、锌等掺杂的HA,这些材料表现具有良好的成骨刺激和炎症抑制作用。Se是人体健康最重要的微量元素之一,它能帮助某些酶发挥作用,并在生物体中发挥其他必要的生化功能。为了增强HA的潜在应用价值,本文通过两步法合成并表征HA纳米棒（HAN）和硒掺杂HAN（Se HAN）,研究了纳米棒合成的机制,并且评价了其体内外潜在的骨修复能力。主要的研究内容包括:1)通过两步法合成硒掺杂HAN。第一步是通过湿化学法合成硒掺杂HAN的前驱物,第二步通过醇热法高温高压下将前驱物转化成硒掺杂羟基磷灰石纳米棒单晶。通过一系列的表征,产物为HA单晶纳米棒,纳米棒的长度在2μm左右,宽度随着硒掺杂的程度不同而改变,当硒掺杂较低时粒子较宽,而高掺杂的时候较窄,变化范围在50–200 nm之间。2)通过对HAN合成的各个阶段进行形貌的研究,发现HA纳米棒生长的机制是通过纳米颗粒的受控组装的方式进行合成,其基本过程为:在水相体系中,溶液中的Ca盐和P盐相互反应生成小尺寸无定形钙磷颗粒,该颗粒再转移到反应釜乙醇体系中进行高温反应,当反应时间合适时,颗粒发生相变产生小尺寸的纳米结晶颗粒,这种结晶颗粒会迅速发生聚合作用而组装形成较大尺寸纳米棒,纳米棒内部颗粒通过定向附着（OA）方式发生融合,或者不同颗粒相互接触,再在接触面上发生再结晶,最终生成单晶纳米棒。3)通过骨间充质干细胞（BMSC）和纳米棒的共培养方法评价了合成的纳米棒的生物相容性以及硒掺杂HAN对于BMSC的分化的影响。合成的HAN和硒掺杂HAN都拥有良好的细胞相容性,硒掺杂HAN在BMSC的增殖的影响方面表现优于HAN;纳米棒进入BMSC内后,其定位和溶酶体在空间分布上出现了相关性,纳米棒可能通过溶酶体进行代谢;硒掺杂HAN具有良好的细胞相容性且能促进BMSC向成骨方向分化,具有硬组织修复领域应用潜力。4)采用明胶和HAN/Se HAN为材料,制备架直径为8 mm,厚度为0.78 mm,内部孔洞为50-100μm,孔隙率在75%至85%的多孔支架。皮下包埋实验证明支架与局部组织之间有着良好的生物相容性,其降解性能可适应组织的生长。大鼠颅骨修复实验进一步证明,硒掺杂HAN支架修复颅骨效果最好,展现出较佳的修复效果。5)将一定浓度的硒掺杂HAN注射液,注射进入小鼠体内研究硒掺杂HAN的系统毒性作用,通过对小鼠的动物体重、血液生化指标和器官分析发现硒掺杂HAN与对照组不存在显著性差异。总之,利用两步法合成出了高度结晶的、长度为2μm、宽度为50–200 nm的HAN和Se HAN,并提出了新的合成机理及其直接证据。结果表明,湿法化学合成的反应时间和Se的掺杂量是决定HAN/硒掺杂HAN形貌和大小的两个关键因素。硒掺杂HAN对BMSC分化的影响也与Se浓度有关,高Se浓度有利于BMSC成骨分化,抑制脂肪生成分化。该研究为硒掺杂HAN的可控合成以及硒掺杂HAN的应用提供了新的视角。