碳/碳复合材料是材料领域中重点发展的一种新型材料，作为医用植入物的研究已经有30多年的历史了，生物相容性较好、力学参数与人骨接近，有良好的应用前景，但是到目前为止还没有真正在临床中应用。本文围绕碳/碳复合材料应用中的基本问题，着重研究了医用碳/碳复合材料的制备及生物相容性、表面改性、耐磨性能提高、个体化人工骨制备以及在放射治疗中对剂量的影响。本文针对碳/碳复合材料杂质甚至有毒元素含量偏高的现状，提出了延长高温（2800～3200℃）石墨化处理时间以降低碳/碳复合材料杂质（有毒元素）含量，按照中华人民共和国国家医疗器械标准要求，对其进行生物安全性研究，认为经过12h高温处理后，碳/碳复合材料是符合国家医疗器械生物安全标准要求的。研究了不同工艺制备的碳/碳复合材料对成骨细胞生长的影响，对影响细胞生长的因素进行了分析；同时也研究了成骨细胞在碳/碳复合材料表面的粘附特性，对其粘附机制进行了探讨和解释。通过梯度化学气相沉积法（CVD）改变医用碳/碳复合材料表面热解碳的结构分布来提高摩擦性能，得到了梯度CVD法制备医用碳/碳复合材料涂层的工艺流程，解决了医用碳/碳复合材料易磨损的问题，同时借助扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、摩擦实验机等测试手段分析了梯度CVD法制备的医用碳/碳复合材料涂层耐摩擦的机制。在等离子喷涂的基础上，发展了一种制备羟基磷灰石涂层的新工艺—用等离子体预处理碳/碳复合材料，再进行等离子喷涂，涂层的结合强度得到改善。借助扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、划痕仪等分析手段，探讨等离子体预处理碳/碳复合材料等离子喷涂涂层的形成机理，发现在等离子体预处理后，碳/碳复合材料表面出现活性基团，亦可去除碳纤维周围热解碳表面的缺陷并形成刻蚀凹坑，这些因素有利于提高涂层的结合强度。对碳/碳复合材料表面等离子喷涂羟基磷灰石涂层进行体内外生物学性能研究，羟基磷灰石涂层能在体内和体外诱导沉积出新的类骨磷灰石涂层，并可进一步诱导新生骨组织的形成。在体外，成骨细胞在涂层表面生长良好。动物实验证明，羟基磷灰石涂层能诱导新生骨组织的快速生长，同时借助扫描电镜（SEM）和病理切片对涂层界面处骨组织的修复进行了系统的研究。通过血常规、生化指标等检查分析，发现羟基磷灰石涂层和碳/碳复合材料生物安全性好。对碳/碳复合材料植入物在放射治疗的应用前景进行了研究，与金属植入物相比，碳/碳复合材料植入物在放射治疗各个步骤中都有不可比拟的优势，借助蒙特卡罗方法详细分析了植入物对射线入射面和出射面的剂量影响及在实际计划设计中植入物对剂量的影响,得到使用碳/碳复合材料植入物不会引起射线入射面剂量增加，也不会引起射线出射面剂量急剧减少的结论。对吸收了一定放射治疗剂量的碳/碳复合材料植入物进行力学性能测试，认为放射治疗的剂量不会对碳/碳复合材料力学性能产生影响，适合做需要放射治疗植入物的材料。发展了一种快速制备个体化碳/碳复合材料人工骨的新方法，该方法把DICOM格式的骨骼模型转换为机械加工软件可识别的非均匀有理B样条格式，借助手术效果可视化评估的新方法指导人工骨的轮廓的勾画，通过数控加工中心加工出个体化碳/碳复合材料人工骨。