TiO2纳米管（TNTs）在生物医学领域的研究日益活跃。然而，鉴于纳米尺度的多样性和相关报道的争议性，我们对 TNTs 结构-性质关系的理解尚不完整。在本文中，我们应用双极电化学制备了直径范围为 20-350 nm 的梯度TiO2纳米管，并将其用于对纳米管尺寸和晶相对蛋白质吸附和细胞行为影响的高通量研究。结果表明，蛋白质吸附随着纳米管尺寸的增加而增加，而细胞增殖和分化更倾向于小管径 （< 70 nm）的纳米管。大管径锐钛矿型的纳米管比相应无定型的纳米管有更高的血清蛋白吸附；但只有小管径的无定型的纳米管比相应的退火的纳米管表现出略高的细胞增殖；而对比整个梯度上其它尺寸的纳米管，是否退火对纳米管表面细胞的分化并没有显著影响。这些发现补充了之前关于细胞在大直径的 TNTs表面响应的研究，并为生物医学材料的优化设计提供了科学指导。