近年來(lái)，骨質(zhì)疏松癥、骨癌、關(guān)節(jié)炎和創(chuàng)傷性骨折等骨骼相關(guān)疾病影響了全球90%的老年人，因此迫切需要適合髖部、脊柱和膝關(guān)節(jié)置換的生物材料[1]，[2]。理想的生物材料必須結(jié)合高強(qiáng)度、低彈性模量、優(yōu)異的耐磨性和耐腐蝕性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性以及無(wú)細(xì)胞毒性的生物相容性[3]。金屬、陶瓷、聚合物及其復(fù)合材料已被廣泛研究用于此目的，其中鈦及其合金、不銹鋼和鈷鉻合金是最常用的金屬選項(xiàng)[4]，[5]。在這些材料中，鈦及其合金（特別是Ti-6Al-4V（5級(jí)）因其高生物相容性、強(qiáng)度、耐腐蝕性和相對(duì)較低的密度而受到青睞[6]，[7]。然而，鈦植入物仍面臨由于其高彈性模量導(dǎo)致的應(yīng)力屏蔽和腐蝕產(chǎn)物可能產(chǎn)生的毒性等挑戰(zhàn)。因此，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了表面改性技術(shù)來(lái)提高生物活性、防止感染并控制降解，同時(shí)不損害整體性能[8]，[9]，[10]。生物陶瓷涂層（特別是像羥基磷灰石這樣的磷酸鈣化合物）的應(yīng)用增強(qiáng)了植入物與骨組織的整合并加速了愈合[11]，[12]。在各種合成方法中，溶膠-凝膠工藝特別具有吸引力，因?yàn)樗�可以在低溫下合成、純度高、原子�?jí)均勻、成本效益高且能夠精確控制成分，使其成為優(yōu)化鈦基植入物性能的有希望的方法[13]，[14]。

羥基磷灰石（Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，HAP）作為金屬植入物的涂層材料受到了廣泛關(guān)注，因?yàn)槠渚�體和化學(xué)結(jié)構(gòu)與天然骨骼非常相似[15]，[16]。應(yīng)用HAP涂層可以通過(guò)生產(chǎn)結(jié)合適當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)異生物相容性的生物材料來(lái)增強(qiáng)骨科應(yīng)用。HAP在體內(nèi)的優(yōu)異表現(xiàn)促進(jìn)了強(qiáng)健的骨結(jié)合并延長(zhǎng)了金屬假體的使用壽命[17]。此外，HAP層作為保護(hù)屏障，提高了耐腐蝕性并防止金屬離子釋放到體內(nèi)[18]。然而，為了實(shí)現(xiàn)最佳功能，HAP涂層必須表現(xiàn)出對(duì)植入物表面的強(qiáng)附著力、高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、低溶解速率以及有利于骨整合的形態(tài)[19]。為滿(mǎn)足這些要求，最近的研究探索了摻入Fe²⁺、Zn²⁺和Ag⁺等多離子的摻雜方法，以改善機(jī)械和生物性能[20]，[21]，[22]。這些摻雜的HAP系統(tǒng)在推進(jìn)植入物固定、骨整合和骨組織再生方面顯示出顯著的潛力。

向HAP中添加必需和微量元素可以創(chuàng)造出具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)和生物特性的單相陶瓷[23]，[24]。這種元素?fù)诫s改變了HAP的晶體結(jié)構(gòu)，從而改善了形態(tài)、生物活性和穩(wěn)定性。例如，在Ti-6Al-4V基底上制備的硅摻雜羥基磷灰石涂層表現(xiàn)出均勻、無(wú)裂紋的表面，粗糙度降低且耐腐蝕性增強(qiáng)[25]。類(lèi)似地，Sr/Fe共摻雜的HAP由于Sr²⁺和Fe³⁺離子的協(xié)同作用，表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性、抗菌性能和成骨活性[26]。溫度控制的Cu摻雜產(chǎn)生了富含Cu的HAP，具有混合的Cu⁺/Cu²⁺狀態(tài)，改善了離子釋放行為和生物反應(yīng)[27]。此外，用Mg和Ga等金屬摻雜顯著提高了抗菌效率和整體功能性[28]，[29]。在各種摻雜劑中，Zn²⁺和Sr²⁺特別值得關(guān)注，因?yàn)樗鼈冊(cè)诹u基磷灰石中具有互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)和生物作用。鋅離子的離子半徑比Ca²⁺小，可以引起晶格畸變并抑制過(guò)度晶粒生長(zhǎng)，從而形成精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)的涂層致密性[30]。從生物學(xué)角度來(lái)看，Sr²⁺能夠刺激成骨細(xì)胞分化同時(shí)抑制破骨細(xì)胞吸收，從而促進(jìn)骨形成和長(zhǎng)期植入物整合[31]。盡管基于溶膠-凝膠的羥基磷灰石涂層和離子摻雜的HAP系統(tǒng)已被廣泛研究，但許多先前的研究?jī)H關(guān)注生物性能或腐蝕防護(hù)，而沒(méi)有定義優(yōu)化的成分窗口[32]，[33]。系統(tǒng)研究在固定Zn含量的同時(shí)逐步調(diào)整Sr濃度，并將微觀結(jié)構(gòu)演變與附著力耐久性、電化學(xué)屏障性能和成骨細(xì)胞活力相關(guān)聯(lián)的研究仍然有限。

盡管將必需和微量元素?fù)饺肓u基磷灰石被認(rèn)可為有益，但不受控制或過(guò)度的摻雜可能會(huì)引入重大挑戰(zhàn)，包括晶格不穩(wěn)定、相降解和在生理?xiàng)l件下的不可預(yù)測(cè)的離子釋放[23]，[26]。因此，合理設(shè)計(jì)多離子摻雜的HAP涂層不僅需要選擇生物學(xué)相關(guān)的摻雜劑，還需要精確控制它們的濃度，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)完整性、界面穩(wěn)定性和生物性能之間的平衡。在這項(xiàng)工作中，使用旋涂法在Ti–6Al–4V基底上制備了鋅和鍶共摻雜的羥基磷灰石涂層，以增強(qiáng)承重植入物的電化學(xué)和生物性能。通過(guò)保持鋅含量不變并改變鍶濃度（3至9 wt.%），我們?cè)诓挥绊懥�方HAP結(jié)構(gòu)的情況下實(shí)現(xiàn)了涂層成分和微觀結(jié)構(gòu)的可控變化。使用XRD、FTIR、FESEM和XPS進(jìn)行的結(jié)構(gòu)和表面表征證實(shí)形成了均勻、附著良好且無(wú)裂紋的涂層。電化學(xué)分析（包括電化學(xué)阻抗譜EIS）以及體外MTT實(shí)驗(yàn)表明，Zn/Sr共摻雜的HAP顯著提高了耐腐蝕性、界面附著力和細(xì)胞活力，優(yōu)于純HAP。這些發(fā)現(xiàn)突顯了Zn/Sr共摻雜HAP涂層在下一代骨科和牙科植入物應(yīng)用中的巨大潛力。