本文采用化学沉淀法制备了含碳酸的无定形磷酸钙，并通过适当的热处理得到高活性的部分结晶磷酸钙粉料(PCCP)。以高活性部分结晶磷酸钙和磷酸氢钙(DCP)作为主要成分，组成PCCP-DCP系统新型磷酸钙骨水泥(CPC)。研究优化DCP的含量在50 wt％到60 wt％之间。所制备的磷酸钙骨水泥的水化产物为弱结晶的羟基磷灰石(HA)。骨水泥浆体在室温下存放15分钟后仍然有良好的可注射性，在体温下25 min左右凝结，适合用于微创外科手术，临床操作方便。 对新型PCCP-DCP磷酸钙骨水泥的水化过程和水化机理的研究表明，CPC粉末与固化液调和后，磷酸钙盐溶解，在颗粒间析出针状HA晶体。随着水化反应的进行，细小的HA晶体长大并相互交织在一起，形成了三维网络骨架结构。浆体的塑形流动由于水化产物交织程度的增大而终止，产生凝结现象。随着水化反应的不断进行，HA晶体长大、增多，晶粒之间的接触点数量也越多，水化产物逐渐填满原来由水所占据的空间，并形成大量的胶凝微孔，而原来的大孔及毛细孔则随之变小和减少，三维网络结构变得更牢固，最终骨水泥完全固化。水化热效应测试表明，PCCP-DCP体系骨水泥水化过程的放热量很小，不会对植入部位周围的组织产生不良影响。 首次通过加入β-Ca<,2>SiO<,4>和多壁碳纳米管来提高磷酸钙骨水泥的力学性能。当Ca<,2>SiO<,4>的含量为8wt％时，骨水泥的抗压强度提高了近80％。将经表面羧酸功能化的多壁碳纳米管在模拟体液中浸泡，在碳纳米管的表面沉积了一层纳米HA(生物矿化碳纳米管)，通过添加适量的生物矿化碳纳米管使磷酸钙骨水泥的抗压强度提高了120％。细胞培养表明，添加β-Ca<,2>SiO<,4>和添加生物矿化碳纳米管的骨水泥都具有良好的生物相容性。 对磷酸钙骨水泥可降解性的多层次调控进行了研究。通过控制磷酸钙骨水泥起始原料中部分结晶磷酸钙与无定形磷酸钙的比例，实现了对CPC水化产物结晶程度的控制，进而实现对CPC降解速度的调控；同时，还采用表面活性剂CTAB溶液为调和液制备了含10～100 μm大孔的多孔磷酸钙骨水泥，显著加速了材料的降解，但同时也降低了材料的强度。细胞培养表明，含CTAB的骨水泥具有良好的生物相容性。 通过在磷酸钙骨水泥中添加新型的骨水泥抗溃散剂一改性淀粉，制备了抗溃散性能优秀的可注射磷酸钙骨水泥。添加改性淀粉明显改善了磷酸钙骨水泥浆体的抗压强度和抗溃散性能，其抗溃散效果优于目前常用的磷酸钙骨水泥抗溃散剂壳聚糖和海藻酸钠。综合考虑抗溃散性、可注射性、凝结时间和抗压强度等因素，优选抗溃散剂的浓度为0.4 wt％。首次通过采用碳酸锶作为显影剂制备了显影效果优秀的可注射磷酸钙骨水泥。研究表明，随着碳酸锶含量的增大，可注射磷酸钙骨水泥的显影效果显著提高，当碳酸锶的含量为8wt％时，骨水泥的显影效果就得到明显的改善，而且同时还明显提高了骨水泥的可注射性和抗压强度。此外，添加碳酸锶还可细化可注射磷酸钙骨水泥固化体的显微结构。 通过小鼠体外溶血试验、体外细胞毒性试验、热原性试验、小鼠急性毒性试验、微核试验、豚鼠致敏性试验、小鼠肌内埋植试验等一系列毒性及生物相容性试验，证明本研究制备的新型可注射自固化磷酸钙骨水泥无毒副作用，具有良好的生物相容性。骨内埋植及恒河猴椎体成型试验表明制备的材料具有良好的骨传导性，磷酸钙骨水泥复合骨形态发生蛋白(rh-BMP2)的材料因具有诱导成骨功能，材料降解和新骨替代同步。含有rh-BMP2的可注射磷酸钙骨水泥可应用于椎体成型等手术中。