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目的:肝癌恶性程度高,发病隐匿,死亡率高,且对常规放化疗不敏感。三氧化二砷作为一种有效的广谱化疗药物,还具有一定程度的逆转耐药的作用,为肝癌的静脉化疗提供了新的可能。然而三氧化二砷毒性大,生物安全窗窄,往往因无法耐受其毒副作用而达不到治疗剂量。为降低三氧化二砷在肝癌全身静脉化疗中产生的毒副作用,结合纳米载药平台优良的特性,我们亟需开发一种可控释的纳米载药系统,以期达到三氧化二砷在肝癌局部的定点定时释放,从而在保证局部疗效的同时,减少全身副反应。方法:1、使用二氧化硅种子作为模板合成介孔纳米二氧化锆颗粒,并对其表面进行氨基化改性,通过电荷的吸引荷载三氧化二砷,并装载线粒体靶向配体三苯基膦,最后通过十四醇的包封形成可控释的复合纳米载药系统。并对其进行了理化表征及载药率、释药率的相关检测;2、体外安全性:通过不同浓度的TPA@ZrO2与HepG2肝癌细胞共孵育,通过CCK-8法检测其细胞毒性;通过不同浓度的TPA@ZrO2与2%兔红细胞悬液共孵育,观察其溶血及凝集情况,检测其血管内注射的安全性,由此评价TPA@ZrO2的体外安全性。体外有效性:MWA+TPA@ZrO2与HepG2肝癌细胞共孵育,通过CCK-8、Transwell、EDU、JC-1、Annexin V-FITC/PI、PI/RNase检测细胞的抑制率、迁移率、增殖率、线粒体膜电位变化、凋亡率及细胞周期的改变,以此对经微波触发（5分钟,3.8W）的复合纳米载药系统处理的肝癌细胞进行有效性评价;3、构建小鼠H22肝癌皮下瘤模型,并对其进行安全性及有效性评价。体内安全性:经小鼠尾静脉注射40mg/kg（以三氧化二砷计,此剂量为致死量）的TPA@ZrO2,在注射后的1天,3天及7天时分别处死3只小鼠,取血进行血常规及血生化检测,同时取其心、肝、脾、肺、肾进行HE染色,观察其坏死及炎性改变情况。各时间点同时处死空白对照组3只,进行同样的取材及检测。以此评价材料的体内安全性。体内有效性:同样经小鼠尾静脉注射40mg/kg TPA@ZrO2,6小时后对肿瘤局部进行3.8W,5分钟的触发,在其后的1天,3天,7天,14天及28天测量小鼠的体重及瘤体长、宽径,计算瘤体体积,并与28天时处死各组小鼠（每组3只）,取下瘤体称重,并进行HE染色及TUNEL凋亡染色观察其肿瘤坏死及凋亡情况。联合治疗:延长微波治疗时间至30分钟,治疗后处死各组小鼠,3只/组,取瘤进行HSP70免疫组化染色及Western-Blotting蛋白定量。同在上述时间点测量小鼠的体重、瘤体体积、及瘤重（每组3只）,并将肿瘤组织的CyclinD、CD34、p53、VEGF、V-ATPase蛋白进行定量分析,以此简要阐述联合治疗的作用机制。结果:1、成功制备TPA@ZrO2,其为介孔壳层结构,平均粒径为140nm,Zeta电位显示其表面电位为6.36mV;2、高分辨质谱显示262处有明显的吸收峰,代表三苯基膦的装载成功;3、傅里叶红外广谱显示1400cm-1及2917cm-1处有明显的吸收峰,证明十四醇的包封成功;4、ICP-MS提示As元素占比41.29%,换算所得三氧化二砷载药率54.5%;5、扫描电镜及能谱分析可见Zr,O,C,P,Si及As元素的分布;6、ICP-MS检测逐次触发后的药物释放量,并计算所得释药率,最终释药率约为36.67±1.32%;7、0.01mM-2mM浓度梯度TPA@ZrO2与HepG2肝癌细胞系共孵育,细胞存活率均大于90%具有良好的细胞安全性;8、0-5mM浓度梯度TPA@ZrO2与兔红细胞悬液共孵育,未发现红细胞凝集及溶血显像,具有注射安全性;9、MWA+TPA@ZrO2可对HepG2细胞有明显的抑制作用,与PA@ZrO2组未见明显差异,与各对照组有显著性差异,且与细胞共孵育下,微波升温速度快,温度稳定;10、MWA+TPA@ZrO2对HepG2细胞的迁移能力较PA@ZrO2组有明显的抑制作用,p=0.022<0.5;11、MWA+TPA@ZrO2对HepG2细胞的增殖能力较PA@ZrO2组有明显的抑制作用,p=0.014<0.5;12、MWA+TPA@ZrO2能有效破坏HepG2细胞线粒体,降低其膜电位,与PA@ZrO2组相比有显著性差异,p=0.027<0.5;13、MWA+TPA@ZrO2对HepG2细胞的凋亡促进能力较PA@ZrO2组有显著性差异,p=0.001<0.5;14、MWA+TPA@ZrO2能有效抑制细胞周期,与PA@ZrO2组有显著性差异,p=0.049<0.5;15、经尾静脉予以致死剂量三氧化二砷的载药系统小鼠全部存活,且血常规、血生化及组织HE染色与对照组间未见明显异常,小鼠皮下瘤模型在微波加热下升温快速且稳定;16、治疗后28天内小鼠肿瘤体积明显缩小,瘤重减小,体重无明显差异,且靶向组肿瘤体积缩小呈持续趋势,而非靶向组肿瘤在逐渐缩小至14天后逐渐开始增大;17、经MWA+TPA@Zr O2治疗后28天小鼠肿瘤取材,发现明显的坏死与凋亡,靶向组的凋亡率更高（p=0.028）;18、延长微波治疗时间至30分钟即联合微波热疗后,肿瘤缩小的趋势更为明显;19、HSP70蛋白的免疫组化提示,联合治疗组较触发组有显著的差异,联合治疗组HSP70的表达量升高;20、Western Blotting蛋白印迹提示,联合治疗组的HSP70、CD34、p53、CyclinD、VEGF、V-ATPase的蛋白表达情况均与触发组有显著性差异,由此可预测及揭示联合治疗组的治疗机制;结论:本研究成功构建一种带有线粒体靶向的可控释药的纳米二氧化锆载体,并将其进行氨基化后成功荷载剧毒化疗药物三氧化二砷,即TPP-PCM-ATO@ZrO2,其具有良好的载药能力。该载药系统具有良好的生物安全性,并能够通过体外低功率微波触发后释放三氧化二砷,达到抑制肿瘤生长并杀伤肿瘤细胞的作用。研究还发现其与体外微波热治疗联合,可增强化疗及热疗的作用,进一步提高治疗效果。本研究为新型可控释纳米药物的研制及肝癌的无创化疗提供了一种新的思路和方法。