TiO2纳米管由于其尺寸与生物大分子尺寸接近,有较高的比表面积、可装载的空腔、生物安全性高、与基底结合力强等原因作为骨修复材料受到极大关注。针对当前TiO2纳米管阵列的尺寸对生物体系响应的影响仍存在的许多争议,从大量的纳米管阵列中筛选并评价纳米管尺寸对生物学响应的影响是当前的一个挑战,本论文主要研究内容包括:a)在医用钛表面使用双极电化学阳极氧化法,以氢氟酸为电解质构筑梯度TiO2纳米管;b)应用梯度TiO2纳米管研究细胞响应、蛋白吸附等,并拓展其应用;c)调节双极电化学阳极氧化的制备条件,以获得管径变化范围大的梯度纳米管。主要研究结果如下:1.以氢氟酸为电解质,获得了管径变化范围为30-100nm的梯度纳米管微图案。2.将梯度TiO2纳米管微图案应用于蛋白吸附、血小板粘附、细菌粘附的高通量筛选及磷酸八钙(OCP)膜层构筑的影响的研究,证明梯度TiO2纳米管微图案在生物医用领域有很好的应用。3.将梯度TiO2纳米管应用于鼠间充质干细胞对不同尺寸纳米管响应的高通量研究,结果表明纳米管尺寸对细胞粘附初期的影响不明显,但随着细胞孵育时间的延长,纳米管的尺寸效应变得显著,细胞的增殖和分化都随着纳米管管径的增大而减少。细胞的粘附行为可通过蛋白吸附、粘着斑的形成来理解。4.通过调节电解质成分、浓度、反应时间等条件从丙三醇/水电解质中制备出纳米管外径尺寸为30-300 nm的大梯度TiO2纳米管,初步探讨其形成机理,并将其应用于细胞和血小板粘附的高通量评价。