我国每年由交通事故、生产安全事故以及骨类疾病等造成的骨缺损患者日益增多,因此,人类对于骨组织替换材料的需求日益增加。碳/碳复合材料(C/C)继承了碳单质材料固有的优异生物相容性。但是,C/C是生物惰性材料,单独作为硬组织替换材料仍存在不能与骨组织形成骨性结合、术后初期易引发细菌感染等不足。鹿茸多肽(PAP)具有加速骨组织再生等作用,同时还具有一定的抑菌抗炎效果。但其存在不易通过生物屏障、在伤口及创面易被水解酶破坏等问题,采用传统的口服或外用的方式给药难以实现药物的充分利用。羟基磷灰石(HAP)具有优良的骨传导性能,但其块体材料的断裂韧性和疲劳强度较差,如果直接以支架的形式植入人体,容易发生疲劳断裂。本文针对C/C、PAP以及HAP存在的上述的问题,以充分发挥三者优势为目的,分别通过对C/C表面的酸化处理、多巴胺(DA)的自聚合反应、聚多巴胺(PDA)的官能团偶联接枝以及电化学沉积技术,在C/C表面构建了一种PDA/PAP/HAP复合涂层。通过接触角测量、SEM、XPS以及FTIR等技术手段对材料表面的润湿性、微观形貌、元素组成以及化学结构等进行了综合分析。在此基础上,分别开展了该材料的体外及体内生物学性能评价。材料的表征结果显示,酸化处理较好地保持了C/C基材的原有形貌,使得材料表面获得了-OH、-COOH等亲水性基团,亲水性大大增加;PDA修饰后材料表面出现了典型的具有褶皱形态的PDA膜层,FTIR和XPS光谱图中新增了多巴胺的特征基团-NH和特征键C-N;接枝PAP后,材料表面覆盖了一层均匀的层片状沉积物,亲水性进一步提高,光谱图中新增酰胺结构和C-S特征键。以上结果充分证实了PDA和PAP成功负载到C/C表面。电化学沉积获得的HAP涂层成片状多孔结构,其平均晶粒度为11.3nm,为Na、Mg离子掺杂型,更接近人骨无机成分。对材料的体外生物学性能研究发现,成骨细胞在C/C-PDA/PAP/HAP材料表面的粘附率较C/C-HAP材料高,而在单纯C/C表面没有细胞粘附。抑菌实验表明,C/CPDA/PAP/HAP样品表面的抑菌率为100%,效果最佳,明显高于C/C-HAP样品(86.36%)与单纯C/C(0%)。ALP和RUNX2基因的mRNA表达水平检测结果显示,C/CPDA/PAP/HAP组的RUNX2、ALP基因在mRNA水平升高最高,说明C/C-PDA/PAP/HAP复合仿生构型在PAP和羟基磷灰石的共同作用下,对成骨细胞的增殖分化具有明显的促进作用。动物骨内植入实验中,通过对照单纯C/C以及C/C-HAP材料表面组织改建情况可知,C/C-PDA/PAP/HAP表面的HAP促进了骨改建时期的血运重建,PAP活性层促进了成骨细胞、破骨细胞以及软骨细胞的增殖和分化,加快了骨组织重建过程。以上结果表明,C/C-PDA/PAP/HAP兼具了HAP的骨传导性和PAP促进骨生长的药效,具有优异的生物相容性和骨整合性能,是一种较为理想的骨组织替换材料。