钛基纳米材料由于其所具有的独特结构性质正逐渐进入纺织业的多个应用领域，除能够直接添加到合成纤维中使复合材料改性外，也能通过对天然纤维的整理赋予其特殊的性能，从而产生与常规纤维材料不同的特性，如具有良好的紫外屏蔽效应、抗菌抑菌功能和对环境污染物的吸附-降解能力等。　　本论文以产业化程度较高的纳米TiO2为钛基纳米材料代表，采用浸轧焙烘工艺得到以纤维基体为连续相、以纳米颗粒为分散相的钛基纳米负载织物，通过对其纳米结构表征和体相元素分析，研究了负载织物纤维纳米尺度界面构造影响因素及织物功能构效关系，同时针对产品生命周期特定暴露环境，考察了钛基纳米负载织物基于体表微环境溶液化学和界面过程的环境相容性，并从体内、体外两个方面对纳米TiO2颗粒皮肤及血脑屏障通透性等生物效应进行了研究。主要研究内容和结果如下:　　1.通过机械搅拌、超声处理及分散剂分散相结合的方法制备稳定的纳米TiO2溶胶，通过浸轧焙烘整理使棉织物载体表面负载上一定的纳米TiO2包覆膜，考察纳米整理对负载织物服用性能的影响，并对整理前后织物的结构与性能进行了比较。结果表明:所得浆液弱碱性(pH8～9)条件下可保持良好的分散稳定性，整理后的织物结构未发生变化，负载纤维原位表征显示分布较为均匀的连续纳米TiO2颗粒物堆积，颗粒物平均直径介于40～60nm，所得纳米TiO2负载织物有较好的强力保留率，透气性、透湿性、悬垂性、柔软性指标弱化，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及白色念珠菌拥有优异的抗菌性能，对短波UV辐射表现出良好的屏蔽性，功效指标的耐久性显示纳米TiO2颗粒与纤维基体具有良好的界面相容性。　　2.钛基纳米材料体液通透性研究表明，　　纳米TiO2负载织物特定暴露场景（如水洗、水渍、汗渍）下存在不同程度的颗粒物迁移，其纳米TiO2颗粒释放量不仅与酸碱度相关，还与浸提液的溶液共存物组成相关。纳米颗粒脱落后迅速团聚，使其化学行为回归传统体相物质特征。探讨了纤维基体负载的纳米TiO2对环境高关注度物质溶液化学和界面过程的协同作用，模拟体表环境下，纳米TiO2负载织物对重金属Cu2+、Cd2+、Ni2+、Pb2+和偶氮染料活性蓝B具有强烈的基质效应，主要表现为碱性底液对游离金属离子的吸附以及酸性底液的解析，以及模拟体液共存物L-组氨酸对活性蓝B光致褪色反应的协同增效作用。上述结果提示织物负载纳米TiO2后足以影响其可萃取重金属及可裂解出致癌芳香胺的偶氮染料生态安全指标的评价（体现为游离重金属溶出量下降以及染料光致褪色分解产物的增多），同时也显示开发纤维基纳米TiO2吸附材料的技术可行性。　　3.选择离体皮肤及皮肤替代物（丝素蛋白皮肤再生膜）透皮吸收模型探讨纳米TiO2颗粒的皮肤穿透性，采用测定剥离法和扩散透皮吸收法探讨负载织物基体多元化合物体系对纳米TiO2渗透性能的影响;制作大鼠皮肤I度烫伤模型和紫外线灼伤模型研究纳米TiO2颗粒在体透皮行为，探讨了染毒真皮成纤维细胞趋化因子表达的变化;通过皮肤刺激与变态反应试验评价负载织物化学共存物产生皮肤刺激反应的潜在可能性。离体透皮研究结果表明，纳米TiO2颗粒的皮肤穿透性与角质层的厚薄、完整性及其颗粒粒径有关，未经修饰的纳米材料不易透过完整的皮肤。胶带剥离实验皮肤角质层样本中TiO2含量与粒径呈负相关(在2h时的皮肤暴露后，在前3次剥离角质层中，不同粒径纳米TiO2颗粒的总量依次为475.65±8.67μg/g(10nm)，140.9±11.36μg/g(30nm)与57.34±15.43μg/g(200nm)，扩散槽实验发现纳米TiO2颗粒物在促透效应影响下可加速进入真皮层。在体透皮结果表明，纳米TiO2可穿透大鼠受损皮肤，微粒诱导的氧化应激所产生的细胞效应包括紫外线灼伤组及烫伤组中胸腺及活化调节趋化因子(TRAC)和巨噬细胞源性趋化因子(MDC)升高，光学纤维镜下可见皮肤组织呈现表皮角化过度，表皮变薄及深层细胞萎缩等病理学改变。皮肤刺激与变态反应试验显示纳米TiO2负载织物具有良好的皮肤相容性，织物制备过程使用的化学共存物可能是浸提液皮内注射反应的主要原因。　　4.通过大鼠鼻腔染毒体内实验和体外星形胶质细胞培养方式研究纳米TiO2对神经细胞的毒性作用，应用放射免疫法(RIA)检测大鼠脑组织中白细胞介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和IL-10水平的变化，磺基罗丹明B(SRB)法检测纳米TiO2对星形胶质细胞存活率的影响，ICP/MS测定TiO2在脑组织的分布，通过透射电子显微镜(TEM)及病理组织切片进行细胞形态学观察。结果表明，纳米TiO2颗粒可经鼻黏膜进入中枢神经系统，诱导胶质细胞释放IL-1β、TNF-α等细胞因子参与炎症反应（同时也激活IL-10抑制炎症反应），大鼠脑组织中IL-1β、TNF-α、 IL-10的活性与染毒浓度成正比，与纳米TiO2的粒径成反比。体外实验发现纳米TiO2颗粒对胶质细胞存活率抑制作用具有显著剂效关系，细胞活性于纳米TiO2染毒浓度呈正相关，与纳米TiO2粒径呈负相关;体内实验病理观察可见脑组织坏死、炎症反应和细胞水肿，细胞内颗粒物增多、细胞形态等变化，说明纳米TiO2颗粒能够诱导细胞损伤并抑制其活力。　　综上所述，本研究工作对以纳米TiO2为代表的钛基纳米材料及钛基纳米负载织物的环境生物相容性进行了较系统的研究，通过对自制钛基纳米负载织物进行产品生命周期特定暴露场景下负载纳米颗粒的模拟体液通透性和皮肤穿透性研究，开展了钛基纳米负载织物基于体表微环境溶液化学和界面过程的环境生物相容性评价，初步探讨了纳米TiO2颗粒经大鼠嗅球通道的血脑屏障通透性及其对大鼠神经细胞的毒理机制。该项研究将有助于完善纳米负载织物的市场准入制度，扩大纤维基纳米载体材料在多相吸附催化领域的工业应用价值，并可为日后进一步开展纳米产品健康风险评估提供实验依据和方法支持。