肾脏疾病已成为威胁人类健康的重大疾病，现有的治疗方式——连续性血液透析合并生物人工肾小管辅助装置（CRRT/RAD）体积大、治疗费用高且功能分立，未能有效的治愈肾病患者、降低患者的死亡率；肾脏移植尽管能有效改善这一症状，但因供体器官太少而受到限制。另外，目前的人工肾装置均采用聚砜膜等高分子聚合物作为细胞种植的基底，这些材料孔径分布不均匀且孔密度低，导致流通量下降，不利于透析装置的微型化和体内移植。为此，研究具有微型化、可移植的新型生物人工肾成为迫切需要，其最关键的是新型透析膜材料的选择。采用电化学阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列，成本低、结构易控制、具有良好生物相容性及高的孔隙率，被认为是理想的生物医用材料，且TiO2在生物医学领域的应用目前已有文献报道。因此，将其用于种植具有重要肾脏功能的肾小管上皮细胞是该研究的基础及核心。
　　由武汉市华中科技大学材料学院硕士生柳慧琼作为第一作者撰写的《TiO2纳米管阵列的表面特性对猪肾小管上皮细胞生长状态的影响》对上述问题开展了研究。该论文发表在《中国科学C辑：生命科学》杂志2011年第41卷第3期上。
　　该课题组采用目前常用的阳极氧化工艺制备了4种不同管径的新型高强度TiO2纳米管阵列材料。将得到的材料先后用HF及甲醇溶液浸泡清洗，可分别去除纳米管底部的阻挡层及表面的纳米纤维，从而获得两端通透的纳米管。再将材料在400℃退火后经X射线衍射仪检测发现TiO2由无定型相转换为锐钛矿相结构。把猪肾小管上皮细胞分别种植在无定型及锐钛矿型的4种不同管径材料上，用以研究材料的表面形貌及晶型结构对细胞黏附、增殖的影响。荧光显微镜、扫描电子显微镜及MTT的实验结果综合证明了管径为70nm的锐钛矿型TiO2纳米管材料最有利于猪肾小管上皮细胞的黏附生长，表现为细胞在该材料上黏附的数量最多、形貌最佳及活性最高。
　　此工作得到国家自然科学基金(批准号: 30970717和20873048)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 200804871011)和中央高校基本科研业务费(批准号: 2010MS113)的资助。这项研究是为在TiO2纳米管阵列上混合种植肾小管上皮细胞及肾小球内皮细胞做铺垫，为最终构建具有复合功能的生物人工肾提供实验基础。