鈦合金-羥基磷灰石復合材料作為骨修復領域的重要研究方向，其核心價值在于結合了鈦合金的力學優勢與羥基磷灰石的生物活性。鈦合金具備優異的機械強度和耐腐蝕性，可為骨缺損部位提供穩定支撐；而羥基磷灰石作為人體骨組織的主要無機成分（鈣/磷比約1.67），能夠通過羥基鍵合實現與自然骨的生物整合，并釋放鈣、磷離子促進骨再生。然而，單一羥基磷灰石存在脆性高、降解緩慢及骨誘導性不足等缺陷，需通過復合工藝優化性能。

（一）制備工藝

目前主流工藝分為物理法與化學法兩類：

1.物理復合技術包括以下三種：

等離子噴涂：將羥基磷灰石粉末高溫熔融后噴涂至鈦合金表面，形成微米級涂層。該方法工藝成熟，但涂層易因熱應力產生裂紋，且界面結合強度受限。

3D打印技術：通過選擇性激光熔融（SLM）逐層構建多孔鈦合金骨架，再通過浸漬或電沉積在孔隙內引入羥基磷灰石。該工藝可精確調控材料孔隙率（50–70%），模擬松質骨結構，促進細胞長入。

2.化學復合技術包括以下兩種：

溶膠-凝膠法：在鈦合金表面涂覆羥基磷灰石前驅體溶膠，經低溫煅燒形成納米晶涂層。此法可獲得均勻的亞微米級復合層，但涂層厚度受限。

電化學沉積：在電解液中通過調控pH、電流密度等參數，于鈦合金基底直接沉積羥基磷灰石晶體。該方法可實現低溫操作，避免材料相變，但沉積速率與晶體取向控制難度較高。

（二）性能特征

1.生物相容性與骨整合能力：復合材料表面羥基磷灰石成分可模擬自然骨的無機環境，促進成骨細胞黏附與增殖。研究表明，其植入后能與宿主骨形成化學鍵合，減少纖維包裹。若引入天然聚合物（如膠原、殼聚糖）或合成聚合物（如聚乳酸）作為第二相，可進一步提升材料的細胞因子緩釋功能及骨傳導性。

2.力學性能優化：鈦合金基底提供≥100 MPa的抗壓強度，滿足承重骨要求；羥基磷灰石涂層則通過表面生物活化增強界面結合。多孔結構設計（孔徑300–500 μm）既可降低彈性模量至10–30 GPa（接近皮質骨），減少應力屏蔽效應，又為血管長入提供通道。

3.降解性能調控：單一羥基磷灰石降解周期過長（>2年），而復合聚合物后可通過調控聚合物分子量、結晶度等參數實現降解速率匹配骨生長速度（通常6–18個月）。降解產物中的鈣磷離子可參與新骨礦化，避免局部毒性。

（三）現存挑戰與展望

鈦合金-羥基磷灰石復合材料在骨修復領域雖展現出顯著優勢，但其實際應用仍受限于兩大核心瓶頸。

第一，界面結合強度的固有矛盾。鈦合金與羥基磷灰石的熱膨脹系數差異導致兩者在熱加工或服役過程中易產生界面應力集中，進而引發涂層剝離或微裂紋擴展。現有工藝如等離子噴涂雖能實現宏觀結合，但界面處的物理結合機制難以抵御長期生理載荷的剪切作用；而化學沉積法雖可改善結合均勻性，仍受限于涂層厚度與晶體取向的調控精度。這一矛盾直接制約材料的長期穩定性，亟需通過界面結構的創新設計予以突破。

第二，骨誘導活性的功能性不足。羥基磷灰石雖能模擬骨的無機環境，但其本征骨誘導能力較弱，難以高效激活成骨細胞的生物學響應。當前提升活性的策略主要依賴外源生長因子（如BMP-2）的負載或表面生物分子修飾，但這些方法存在活性因子易失活、緩釋不可控等風險。若缺乏對材料表面拓撲結構與化學信號的協同調控，復合材料的骨整合效率將難以匹配動態骨再生需求。

針對上述挑戰，未來研究需聚焦以下三方面突破：

1.界面納米化修飾：通過陽極氧化、溶膠-凝膠等技術在鈦基體表面構建納米級過渡層（如二氧化鈦納米管），利用其高比表面積和化學活性增強羥基磷灰石的錨定能力，同時緩沖熱應力。進一步探索梯度復合界面，可實現力學性能與生物功能的漸進匹配。

2.降解-成骨耦聯機制：引入可降解聚合物相（如聚乳酸、殼聚糖），通過調控聚合物分子鏈結構與復合比例，使材料的降解速率與新骨形成動態同步。重點研究降解產物（鈣/磷離子、短肽等）對成骨分化的時序性調控規律，避免因局部離子過載引發的炎癥反應。

3.臨床標準化工藝開發：推動機械球磨-燒結、電化學沉積等工藝參數的標準化，確保材料批次間的結構一致性與性能重現性。同時需建立多級孔隙結構（宏孔-微孔）的精準控制體系，以滿足血管化骨再生對三維空間構型的需求。

綜上所述，唯有通過材料設計、生物學響應與工程化制造的深度交叉，方能推動該復合材料從實驗室向臨床應用的實質性跨越。

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