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羟基磷灰石(简称HAP或HA)具有良好的生物活性和生物相容性，能与人体硬组织形成牢固的化学键合。在生物医学上是一种重要的陶瓷植入材料。但陶瓷的脆性和力学性能差的特点使得HA只能用于非承载部位的组织替换，限制了它的深入应用。金属钛具有良好的机械性能，被广泛地用作人体硬组织种植材料。但由于钛的生物惰性，作为植入体时，其表面会发生侵蚀，从而导致植入松解，毒性离子也会释放入人体。因此，人们用多种方法在Ti表面涂覆一层HA。但结合强度低，长期稳定性差。到目前为止，还没有一种特别有效的方法用于制备钛基体HA涂层。因此对兼具较好的生物活性和长期稳定性的涂层及其作用机理和性能的研究十分有益。
本研究结合涂覆烧结法和溶胶凝胶法在钛基体表面成功制备一种具有生物玻璃(BG)过渡层的HA材料。首先用涂覆烧结法制备BG过渡层，这可缓解HA与基体Ti膨胀系数不匹配的情况。另外，过渡层与HA层和Ti基体之间发生元素渗透，出现弥散的中间相，强化了界面扩散层的形成，可以起到很好的粘接效果，增强HA与Ti的结合强度。然后以Ca(NO3)2·4H2O和P2O5为原料，用溶胶凝胶方法，在600℃下合成HA涂层。所得的HA纯度高、结晶性好、粒度较细、孔径合适、孔隙率较大，可满足生物医学的需要。所得到的生物涂层既体现了溶胶凝胶法设备简单、成本低廉、纯度高、结晶性好、晶粒尺寸小、性能均匀等优点，又与钛基体有较好的结合强度。经过模拟体液对所制备的材料及其它参考材料进行浸泡，该复合涂层材料具有较好的生物稳定性和生物活性。烧结法和溶胶凝胶法制备出的Ti-BG-HA复合材料有效保证了生物性能和力学性能，可以满足临床的需要。本研究还对实验中影响过渡层和HA层制备的因素及其反应机理进行了初步探讨。
经XRD测定HA涂层具有较高的纯度、结晶度、孔径和孔隙率，可以诱导骨生长。通过SEM可以看到该过渡层具有连通孔，且孔隙多，孔径大，可以与基体Ti和HA涂层形成互扩散的弥散相，结合紧密，起到很好的过渡、粘结效果。过渡层厚度为100～200μm，羟基磷灰石层为100μm左右，过渡层将钛基体和羟基磷灰石层紧密粘结在一起，平均结合强度为10Mpa以上，显著增强了结合力。虽然EDS分析结果表明，涂层中的Ca/P原子比高于标准比例，但经模拟体液浸泡后，与标准比例极为接近。和其它方法相比，这种方法具有极佳的应用前景。