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本文以钛合金种植牙系统重要组件-植入体材料为研究对象，采用微弧氧化法在其表面制备生物活性陶瓷层。通过植入体-骨界面应力有限元分析，进行了植入体材料选择优化；络合剂特性对陶瓷层组织结构有着重要影响，选用三种易降解络合剂葡萄糖酸钠（GA）、三乙醇胺（TEA）、乙二胺四甲叉膦酸钠（EDTMPS）和常用络合剂EDTA-2Na进行对比微弧氧化试验，探究替代EDTA-2Na可能性；分析了不同络合剂体系下电解液、电参数对陶瓷层表面形貌、组织构成、生长规律的影响，并进行了横向比较；建立了不同特型微区微弧氧化反应机制解释模型；最后进行了陶瓷层性能测试。 有限元分析表明，不同组件材料力学参数对界面应力影响规律不同。应力集中区域多为小曲率对应骨界面区域；骨界面应力值为1.18~1.35MPa，组件不同性能材料的组合可有效地降低骨界面应力，优化后钛合金基材弹性模量40GPa、泊松比0.33，选择TB9钛合金进行后续微弧氧化试验。 建立微弧氧化数学模型。模型及试验结果证明，钙磷电解液体系电压模式下，NaOH浓度及电压为主要影响参数；浓度相对较低（NaOH<0.30mol/L）时，模型与试验结果吻合较好，最终控制参数选择为电压与NaOH浓度。 研究了不同络合剂电解液体系下，电参数、电解液参数对陶瓷层表面形貌、元素构成等特性的影响，探究了不同络合剂陶瓷层组织结构及生长规律。引入低温液相等离子放电理论及自由基概念，结合热力学理论，给出不同反应微区微弧氧化反应机制解释模型，并给出化学反应方程式。 不同络合剂试样生化性能测试表现良好。陶瓷层表面形貌满足生物植入需求；耐腐蚀性能在模拟体液中得到了有效提高；试样润湿角度均小于90度，固液亲和性良好；28天模拟体液SBF沉降试验后，陶瓷层表面有白色物质羧基磷灰石生成，证明陶瓷层具有生物活性。