超疏水材料因其特殊的润湿性被越来越多地应用于生物医用材料领域。超疏水材料的生物相容性不仅与其所处的生理环境有关,还与材料的理化性质有关,因此,研究超疏水材料的结构性质与其生物学性能之间的关系具有重要意义。针对当前超疏水材料表面空气膜较难控制,具有不同结构性质的超疏水材料与蛋白和细胞的相互作用机制仍不明确等关键基础科学问题,本论文旨在发展一种能研究固-液界面空气作为单一变量的实验方法,探索超疏水材料表面被困着的空气和材料粘附力大小对细胞响应的规律和相关机制。本论文的主要研究内容包括:1)控制电化学阳极氧化法的实验参数得到结构不同的二氧化钛纳米膜层,包括不同尺寸的纳米孔、纳米管以及海绵状结构,进一步修饰氟硅烷获得材料表面具有不同粘附力的超疏水材料;2)探索在实验过程中可维持超疏水材料的固-液界面没有空气的方法;3)考察空气对蛋白和细胞在超疏水纳米孔表面响应影响的规律;4)深入研究空气、粘附力对蛋白、细胞响应的影响。本论文的主要研究结果如下:1)发展了能在实验过程中维持超疏水材料的固-液界面无空气的方法,即在超疏水材料表面固定一个O形环以维持固体表面（在实验移动过程中）一直有液体,利用超声排除被困的空气后,样品表面液体的存在能防止空气重新进入固-液界面。2)对超疏水二氧化钛纳米多孔材料表面对蛋白和细胞的吸附行为影响的研究表明,空气对蛋白吸附和人乳腺癌细胞的粘附无明显影响。3)系统地考察了空气对蛋白和细胞在具有不同粘附力的超疏水材料表面响应的影响,结果表明空气并不一定是抑制细胞粘附的关键因素,而是抑制蛋白吸附的原因之一。对于粘附力较小的二氧化钛海绵状结构,空气能显著抑制蛋白吸附。小鼠胚胎成骨细胞前体细胞（MC3T3-E1）的粘附和增殖结果受空气、表面粘附力等多种因素的影响。