医用金属材料应用至今，仍存在较多的问题，其中最主要的问题是材料和人体的宿主反应和金属腐蚀或磨损对材料造成的影响。因此，医用金属材料如果要避免此类问题的出现，就必须满足以下条件:首先，材料必须具有足够强的力学性能、抗疲劳强度和耐蚀性；其次，材料必须是无毒的，并且还没有致癌和过敏反应；再次，材料表面应该具有良好的光洁度；最后，材料的制作流程应该是简单且造价合理等[4]。目前，应用在临床方面的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金、钛基合金和形状记忆合金等[5]。其中，钛基合金的应用最为广泛。

由于医用金属材料是直接与人体组织相接触的，所以改善其表面性能尤为重要。提高材料的耐蚀性或改善其生物特性从而增强材料的功能，是今后医用金属材料发展的主要方向。目前，对医用金属材料表面进行处理的方法有很多，例如:等离子喷涂法、激光熔覆法、离子束辅助沉积法、热喷涂法和电化学沉积等[6]。

1.1.2医用钛及其合金

在生物医用金属材料中，钛及其合金之所以成为医学领域中人工关节、人工心脏瓣膜、骨创伤、脊柱矫形内固定系统、介入性心血管支架、手术器械等医用产品的首选材料[7~9]，是因为钛及其合金具有高强度、低密度、无毒性以及良好的生物相容性和耐蚀性等特性。截至目前，在临床上还没有比钛及其合金更好的金属材料。正因为如此，钛及其合金受到了发达国家及世界知名体内植入物产品供应商的极大关注，他们在医用钛合金表面做了很多专利性的设计与开发，赋予了医用钛合金材料更好的生物活性，并相继推出了一系列具有生物活性的医用钛合金材料，用以满足人体的生理需求，从而达到使患者早日康复的目的[10]。

钛及其合金的发展历史可以追溯到20世纪50年代，发展至今已经有半个多世纪的历程，钛合金的种类也由1954年的Ti-6Al-4V合金[11]发展到数百种。钛及其合金被广泛应用于航空航天、汽车制造、医药卫生等各个领域。世界发达国家及一些发展中国家都认识到了钛合金材料的重要性，相继对其进行了研究开发，并得到了实质性的进展和实际的应用[11，12]。

我国生物医用钛合金材料的应用和研究起步较晚，整体水平较低，生物医用金属材料和器械产业基础较薄弱，一些技术含量较高的产品主要依赖进口，产品技术结构和水平基本上处于初级阶段[13]。我国自上世纪70年代开始对医用钛合金材料进行研究以来，经过前期对Ti6Al4V、Ti6Al7Nb、Ti5Al2.5Fe医用钛合金材料的仿制研究，终于在1999年成功研制出第一个具有我国自主知识产权的综合性能与Ti6Al7Nb相当的近α型新型医用钛合金TAMZ（Ti2.5Al2.5Mo2.5Zr）。并且在2005年又成功研制出了另外两种新型高强低模量近TiZrMoNb（TLE）和TiZrSnMoNb

（TLM）。中科院以β型医用钛合金的基础也成功研发出了新型低模量近β型钛合金Ti24Nb4Zr7.6Sn（Ti2448）。不仅如此，北京有色院、哈工大、东北大学、天津大学等单位也相继开展了对新型β型钛合金的研究。

1.2钛表面羟基磷灰石（HA或HAP）生物活性涂层的研究

羟基磷灰石（HA）的优点是生物活性较好，缺点是强度较低和韧性较差。结合两者优势的钛基羟基磷灰石复合材料不仅具有良好的临床应用，还具有重要的科学研究价值[14]。目前在钛及其合金表面制备羟基磷灰石薄膜的方法主要有等离子喷涂法、溶胶凝胶法、磁控溅射法、电泳沉积法和激光融覆法等[15]。

1.2.1等离子喷涂

等离子喷涂是材料表面强化和改性的一种技术方法，作用于基体表面，可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、减磨、隔热、防辐射、电绝缘和密封等强大性能。等离子喷涂技术是以直流电驱动的等离子电弧作为热源，然后将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，再将待喷物以高速离子的形式喷向预处理的工件表面，使其牢固的附着在表面层的方法。随着等离子喷涂技术的不断完善，类型也逐渐增多，其中最具代表的等离子喷涂方法有水稳等离子喷涂法、高能等离子喷涂发、低压等离子喷涂法等，这使得可喷涂材料的范围不断扩大。