生物材料是一类直接和机体接触，用于诊断、治疗、修复和替换机体组织、器官或增进其功能的材料。因此，生物材料在使用过程中特别强调生物相容性和耐生物老化性。然而，生物相容性和耐生物老化性也是当前生物材料面临的主要问题。随着纳米科技的发展，出现了纳米生物材料，它是纳米材料与生物医学交叉的一个全新领域。与传统生物材料相比，纳米生物材料不仅可以提高材料的生物相容性和耐生物老化性，而且可作为一种新型的药物或基因控释载体以及高效的生物诊断材料。碱土金属钛酸盐是一类重要的无机非金属材料，广泛用于电子、光催化以及传感器等领域。近来，有研究报道微纳米结构的碱土金属钛酸盐具有很好的生物相容性和生物活性，尤其是CaTiO₃和SrTiO₃。为此，本论文对微纳米结构MTiO₃（M=Ca, Sr）的水热合成及其生物医学性能进行了研究，主要从药物缓释性能及骨损伤修复两个方面评价其生物医学性能。首先，采用水热法合成了一维结构的钛酸盐，基于一维纳米结构钛酸盐的反应活性，结合离子交换合成了一维纳米结构的CaTiO₃和SrTiO₃。通过扫描电镜（SEM）、X射线能量色散光谱（EDS）及X射线衍射（XRD）等分析手段对其形貌、成分及结构进行表征，结果表明：离子交换时：Ca²⁺交换的最佳pH为6.0，交换温度为80℃，交换后CaTiO₃的最佳焙烧温度为750℃；Sr²⁺交换的最佳pH为13.0，交换温度为90℃，交换后SrTiO₃的最佳焙烧温度为600℃。其次，将得到的MTiO₃（M=Ca, Sr）作为硫酸庆大霉素（GS）的药物缓释载体。通过紫外可见吸收光谱研究GS的体外吸附和释放性能，结果表明：静态吸附5h，CaTiO₃和SrTiO₃对GS的载药量分别为270.45U/mg和128.93U/mg；体外释放60h，CaTiO₃和SrTiO₃对GS的累积释放率分别为48.533%和96.413%，拟合结果表明MTiO₃对GS的缓释性能适用于双相动力学模型。再次，采用水热法在医用钛钉表面原位合成CaTiO₃涂层。通过SEM、EDS和XRD等分析手段进行表征，结果表明：采用7.5%（v/v）H2O2/NaOH和饱和的Ca（OH）₂澄清液“两锅煮”的方法得到多孔结构的CaTiO₃涂层，孔径最大，约为1μm，H2O2浓度低于或高于7.5%时，孔径减小，约为0.5μm；不加H₂O₂时，得到的是纳米棒阵列的CaTiO₃涂层。最后，通过体外细胞实验和动物实验评价了CaTiO₃涂层的生物活性。结果表明：与钛钉比较，CaTiO₃涂层具有较好的生物相容性及较强的骨损伤修复能力。