中文摘要：

纳米材料在骨、软骨、关节等医用植入体材料方面具有潜在的应用前景，但是纳米材料独特的物理化学性质，其生物安全性问题成为关注的焦点。本项目以二氧化钛纳米颗粒为研究对象，研究了膝关节腔内的TiO2纳米颗粒的生物学效应。首先采用不同的方法对TiO2纳米颗粒的形态、结构、尺寸、比表面积及其在溶液中的粒径分布特征进行了表征。采用膝关节腔注射的实验动物模型，发现关节腔内的纳米TiO2能够被滑膜巨噬细胞吞噬后进入滑膜毛细血管中，进而随血液循环转运至大鼠的心、肺、肝、肾等组织并发生沉积，带来相应的病理学损伤和炎症反应，同时造成血清中的生化指标水平发生改变。随暴露时间的延长，软骨组织出现一定的退化，并且关节软骨的厚度和体积均出现显著性下降。膝关节腔内的滑膜组织增生、水肿、呈现明显的炎症反应，并且纳米TiO2诱导滑膜组织的氧化损伤，存在相应的剂量效应和时间效应。体外细胞实验初步研究发现纳米TiO2能够抑制滑膜细胞的增殖，并引起细胞早期凋亡，具有剂量效应关系。本项目研究结果拓展了纳米材料生物效应研究领域，为纳米材料在生物医学工程领域的合理安全使用提供了理论基础。