近年来，碳纳米管所具有的独特结构、化学组成和物理性能吸引了众多领域的研究兴趣，其中以生物医学应用为目标的探索性研究正在迅速形成一个新的方向。本论文通过碳纳米管的纯化和修饰，得到了水中稳定分散的碳纳米管溶液，在此基础上的研究了碳纳米管在抗肿瘤免疫治疗、抗凝血高分子复合材料等方面的应用。碳纳米管在水溶液中的稳定分散和与蛋白质分子的作用是实现其生物医学应用的重要研究内容之一。本文采用混合强酸结合超声处理的方法对多壁碳纳米管(MWNTs)进行表面氧化处理，得到了可以在无表面活性剂条件下稳定分散的MWNTs水溶液。对该水溶液进行高速和超高速离心，通过扫描电镜、紫外／可见／近红外分光光度仪、激光动态光散射和X-射线光电子能谱分析等方法分别对留在水中和沉淀出来的MWNTs进行表征分析。实验结果说明，经过氧化处理的MWNTs表面引入了包括羧基在内的含氧基团，长度由初始的50μm变为500—800nm左右。当尺寸减小到一定程度后，影响MWNTs在水中稳定分散的关键因素是其表面的氧化程度。MWNTs水溶液在253nm处有与MWNTs浓度相关的特征吸收峰，由此建立了测定水溶液中MWNTs浓度的光谱分析方法。在MWNTs在水中稳定分散的基础上，通过SDS—电泳和荧光光谱分析方法研究了分散在水中的MWNTs对单一白蛋白、单一纤维蛋白原、以及两种混合蛋白的吸附作用，探讨了EDC偶联剂对白蛋白在MWNTs表面吸附的影响以及PEG修饰抑制纤维蛋白原在MWNTs上吸附的可能性。实验结果显示，MWNTs对两种单一蛋白都有吸附，对纤维蛋白原有的吸附更加强烈。在双蛋白混合溶液中，MWNTs对纤维蛋白原分子具有强烈的倾向性吸附作用。经PEG分子修饰后，MWNTs对纤维蛋白原的吸附程度有所降低。肿瘤免疫治疗在肿瘤治疗中具有重要的地位。在研究碳纳米管与血浆蛋白分子相互作用的基础上，我们将肿瘤细胞裂解蛋白(H22P)连接到MWNTs，形成MWNT-H22P复合物。小鼠皮下注射MWNT-H22P后，通过荷瘤小鼠的生存率、淋巴细胞杀伤实验和体内抑瘤实验对MWNT应用于肿瘤治疗的可能性进行了研究。实验结果表明，经过MWNT-H22P注射后，小鼠的肿瘤治愈率明显提高，该组淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤数目明显高于其他各组。病理切片显示经过MWNT-H22P免疫注射后，有大量的淋巴细胞浸润到肿瘤组织中，肿瘤体积明显减少。特异性淋巴细胞杀伤实验及体内抑瘤实验表明，经过MWNT-H22P注射后，小鼠体内产生仅针对于H22细胞的特异性免疫杀伤，对其他肿瘤细胞如EMT细胞没有特异性的识别和杀伤作用。实验结果提示我们，经过MWNT-H22P注射后，小鼠通过针对于H22细胞特异性的免疫响应来实现肿瘤治疗的目的。在碳纳米管表面修饰与分散的基础上，我们利用溶液共沉淀法制备了MWNT-PU复合材料。利用表面元素分析、扫描示差量热分析等方法对MWNT-PU的表面性质、热力学行为和力学性质进行表征。并通过血小板粘附、血小板活化和局部皮下组织植入实验研究了复合材料的血液相容性和组织相容性。实验结果表明，在聚氨酯基体中引入MWNTs，可以在一定程度上改变聚氮酯的微观相分离结构，增加材料表面的单质碳含量。复合材料保持了原有聚氨酯的优异力学性能，使材料更易于加工成型。生物相容性实验表明，MWNT-PU复合材料有抗凝血性能，具有良好的血液相容性；同时，MWNT-PU也具有良好的组织相容性。实验结果提示MWNT-PU良好的力学性能和生物相容性使其在血液接触性环境的人工器官、组织替代物、以及可植入器件等方面具有潜在应用价值。单壁碳纳米管(SWNT)无纺膜由大量单壁碳纳米管无规缠结构成，膜厚约0.1μm，面积可达几十个平方厘米。在SWNT无纺膜可以批量制备的基础上，以血液接触环境下的应用为目标，研究了单壁碳纳米管无纺膜的抗凝血性能。通过扫描电镜观察，酶联免疫法和近边X射线精细结构吸收谱分析，研究了与凝血过程密切相关的纤维蛋白原、白蛋白以及新鲜血浆在SWNT无纺膜表面的吸附行为，并利用扫描电镜和荧光标记流式细胞分析技术，从血小板活化形态和血小板膜糖蛋白的构型变化两个方面分析了SWNT无纺膜对血小板的作用。实验结果显示，SWNT无纺膜对血液中的纤维蛋白分子原具有明显的倾向性吸附，但是并没有像已有的大部分生物材料一样引起明显的后续血小板粘附和活化，材料与血浆接触后，表面上没有观察到可辨识的血小板粘附与活化，富血小板血浆(PRP)中活化血小板在5％左右，表明该材料具有独特的抑制血小板粘附、活化和聚集的抗凝血性能。