中文摘要：

硬组织生物涂层的结构完整性对于保障植入体的安全性具有重要意义。项目以等离子喷涂制备硅灰石涂层为生物涂层样本，从涂层结构的完整性入手，考察涂层在外载作用下的损伤行为，从涂层体系的多尺度角度研究其力学响应，计及化学因素，研究涂层在体液中的化力学耦合行为。研究结果表明工作距离、喷涂功率、主气流量以及基体温度等工艺参量对涂层结构影响显著，涂层结构完整性随工作距离、喷涂功率和基体温度的升高，呈现先增加后降低的趋势。相应，涂层的硬度和弹性模量亦随基体温度升高而先升后降。在疲劳载荷作用下，涂层损伤随涂层厚度增加而增加，而涂层的寿命随之降低。生物涂层引入髋关节后，涂层、附着的钛合金假体以及相应股骨上的应力降低，但涂层厚度对置换股骨周围的骨应力影响较小。应力状态对涂层的溶解行为影响显著，拉应力促进生物涂层溶解，从而促进涂层表面磷灰石的生成，而压应力作用相反。因此生物涂层制备过程中，控制工艺参数对涂层结构完整性至关重要；涂层厚度对其在外载作用下的寿命有影响，而涂层的溶解行为不仅与涂层的厚度有关，而且与涂层所受载荷性质相关。