A nanotecnologia aliada no desenvolvimento de nanomateriais surge como uma ciência que tem potencial em diferentes tipos de aplicações, havendo um foco de interesse na área de ciências dos materiais e biomédica. Assim, surge a necessidade por diferentes classes de materiais com o objetivo de melhorar propriedades físicas, químicas e biológicas permeando a nanoescala. Neste trabalho, nano-heteroestruturas com propriedades magnéticas. Utilizou-se como suporte nanoestruturado: nanotubos de titanato decorados com nanopartículas de anatásio sintetizados pelo método hidrotérmico assistido por microondas, os nanotubos de titanato foram submetidos a modificações químicas envolvendo reação de troca iônica, os íons de Na+, presentes nos nanotubos como preparados, foram trocados por íons de Fe3+ ocorrendo a decoração com nanopartículas com propriedades magnéticas na superfície externa e entre as camadas dos nanotubos. Os resultados mostraram que a substituição dos íons de Na+ pelos íons de Fe3+, resultou em um aumento na distância interlamelar dos TiNTs. As caracterizações por difração de raios-X e espectroscopia Mössbauer confirmaram a formação de fases de ferro, β-FeOOH e α-Fe2O3, após a substituição de Fe3+. Adicionalmente, MET-V e MET-AR revelaram uma nano-heteroestrutura complexa com abundantes nanopartículas de β-FeOOH ≈ 5 nm nos espaços intercamadas, bem como nanopartículas de α-Fe2O3 ≈ 10 nm nas paredes externas do Fe-TiNT@AnNP. As curvas magnéticas revelaram uma contribuição ferromagnética em combinação com um componente paramagnético para as duas amostras. A substituição iônica nos nanotubos de titanato com íons de ferro levou a formação de uma nano-heteroestrutura complexa, apresentando alterações nas propriedades ópticas e magnéticas. Estes resultados, indicam que as duas nanoestruturas investigadas possuem propriedades magnéticas e podem vislumbrar aplicações em diferentes áreas: ambiental (tratamento de efluentes têxteis) e biomedicina (sistema de imagiológia). Relatamos também neste trabalho a síntese de nanocompósitos híbridos de nHAp/TiNTs em diferentes concentrações, (1%, 2%, 3% e 10% em massa de TiNT) por meio da precipitação aquosa úmida. Observamos, por difração de raios-X, espectroscopia Raman e FTIR, picos característicos dos grupos de fosfato e carbonato das amostras sintetizadas. Além disso, o refinamento de Rietveld confirmou a estrutura da HAp, a adição de TiNT afeta a morfologia dos nanocompósitos, diminuindo o tamanho médio do cristalito de 54 nm (HAp) para 34 nm (HAp/TiNT10%), confirmando sua incorporação. Os índices de cristalinidade calculados através do espectro Raman, banda ≈ 961 cm-1 (fosfato) e das intensidades dos planos (112) e (300) pelos difratogramas de raios-X mostraram que os valores decrescem de acordo com o aumento das concentrações dos TiNTs, o que confirma a sua adição a estrutura. Imagens de microscopia eletrônica de varredura mostraram a presença de TiNT. Considerando a importância de um material biocompatível, verificamos a atividade citotóxica em uma linhagem de fibroblastos (L929) em diferentes concentrações 300 μg/mL a 0, 58 μg/mL, revelando que não houve morte celular notável em nenhuma das concentrações utilizadas. A atividade regenerativa in vivo foi realizada usando modelos animais ooforectomizados organizados em 7 grupos contendo 5 animais cada, ocorrendo regeneração tecidual em todos os grupos testados. A reparação óssea foi estatisticamente maior no grupo HAp/TiNT10% (p<0,0100) em comparação ao grupo controle (sem qualquer tratamento), no período experimental de 30 dias Assim, os nanomateriais são promissores para a medicina regenerativa do tecido ósseo.