随着纳米技术的飞速发展,纳米材料的应用及生物安全性研究也随之兴起。二氧化钛（TiO₂）由于具有良好的物理和化学性质,在涂料、化妆品、食品添加剂等领域中得到了广泛应用。在纳米TiO₂的生物效应研究结果中,有正面效应,也有负面效应。近年来,以无机纳米管做为载体的药物缓释系统的开发与研究,打开了一扇纳米材料用于癌症治疗的大门。纳米TiO₂的生物效应的初步研究表明,其能够抑制肿瘤细胞生长。本论文研究了TiO₂的细胞毒性以及在神经干细胞（neural stem cells, NSCs）内的内化、迁移和运输,并对其机理进行了阐述,对纳米TiO₂在肿瘤治疗中应用的可能性进行了探索性研究。主要研究结果如下:1)二氧化钛纳米管（TiO₂-NTs）在低于50 ppm浓度下,对NSCs细胞周期没有明显影响,不会引起细胞凋亡,具有良好的生物相容性。2)二氧化钛纳米颗粒（TiO₂-NPs）及TiO₂-NTs很容易通过胞吞作用进入细胞,在孵育时间为24 h时,大部分位于胞吞泡及溶酶体泡中,随着时间的推移,TiO₂-NPs与溶酶体结合,在溶酶体内逐渐生物转化,部分代谢。当孵育时间为48 h时,我们首次发现TiO₂-NTs通过核膜进入细胞核。这一研究结果为TiO₂-NTs在纳米医药方面的应用构建了基础。3)TiO₂-NTs作为药物载体的体外研究发现,阿霉素（doxorubicin, DOX）可以负载在TiO₂-NTs上,通过采用最佳的DOX溶液浓度0.7 mg/ml,最佳负载时间24 h后,经测量得到每毫克TiO₂-NTs负载DOX的质量约为250μg,DOX的负载率为40%,最高包封率为72%左右。DOX在pH=7的条件下基本不释放,而在pH=3的条件下释放速率大大增加,最终释放率可达80%。4)以BABL/C小鼠为研究对象,接种乳腺癌模型,对TiO₂-NTs及负载DOX的TiO₂-NTs在乳腺癌治疗中的应用进行研究,TiO₂-NTs本身对乳腺癌有明显的抑制作用,且有剂量效应,在给药剂量为125 mg/kg时,抑瘤率高达66.27%,负载了DOX的TiO₂-NTs的抑瘤率低于TiO₂-NTs,抑瘤机理还有待进一步的研究,我们认为TiO₂-NTs对肿瘤有很好的抑制作用,是因为TiO₂-NTs表面的羟基能够刺激小鼠的免疫系统,增强其免疫力,进而抑制肿瘤的生长。论文的研究结果为TiO₂-NTs在肿瘤治疗中的应用提供了理论基础。为进一步研究TiO₂-NTs对肿瘤的抑制机理提出了新的挑战。