癌症,又称恶性肿瘤,是由正常细胞在一些非正常条件下发生突变引起的,正常细胞受到刺激形成具有非正常生物学特性的细胞,进而发展成肿瘤组织。癌症是严重威胁人类健康的致死性疾病。近年来,癌症的发病率逐年上升,已经发展成为人类的头号杀手,如何有效地治愈癌症是现阶段医学领域的一大难题。当前越来越多的人在为治疗癌症努力奋斗,光动力学疗法(PDT)是一种新兴的癌症治疗方法,其原理是药物光敏剂通过吸收特定波长光的能量并传递给周围的分子产生诸如活性氧等的有毒物质,从而杀死癌细胞以治疗癌症。PDT有很多独特的优点,比如低全身毒性,缺乏起始抗性,并且没有侵入性等特点,正是因为这些优点,PDT已经成为了一种非常有前途的癌症治疗方法;放射治疗是临床上现有的成熟的治疗方案,是利用X射线、电子线等高能量的辐射直接杀死癌细胞或者产生活性氧间接杀死癌细胞,从而达到治疗癌症的目的。这些治疗方法对癌症的治疗产生了很深远的影响,并为人类的生命健康做出了巨大的贡献。光动力学疗法和放射疗法是通过和肿瘤部位的氧气分子反应产生活性氧物质杀死肿瘤细胞,众所周知,肿瘤部位是乏氧环境,因此会对光动力学疗法和放射疗法产生很大程度上的限制,因此越来越多的研究者致力于改善肿瘤部位的乏氧环境来增强癌症的治疗效果。肿瘤微环境中过氧化氢是过表达的,而二氧化锰能够催化过氧化氢产生氧气,因此,用基于二氧化锰的纳米复合物来改善肿瘤部位的乏氧环境已经成为研究热点。二氧化锰是一种重要的纳米材料,其在无机材料领域、电化学催化领域以及生物应用方面展现了广阔的应用前景,尤其是在生物应用方面,二氧化锰既能作为治疗剂用于癌症的治疗,又能作为核磁成像的造影剂用于诊断。目前已经报道的利用二氧化锰纳米材料来进行癌症治疗的策略在一定程度上增强了癌症的治疗效果,但是肿瘤微环境中的过氧化氢表达量有限,因此治疗效果提升不明显。因此,如何在肿瘤部位产生更多的氧气,更好的增强肿瘤的治疗效果,具有重要的研究意义。本论文基于二氧化锰、葡萄糖氧化酶、光敏剂Ce6、放疗增敏剂二氧化钛等设计合成了两种纳米反应器,用来改善肿瘤部位的乏氧环境,提高肿瘤的光动力学治疗以及放疗效果。具体包括以下两个方面的工作:1.设计合成了一种癌细胞膜包覆的二氧化锰纳米反应器用于光动力学结合饥饿治疗的协同治疗。首先,制备中空介孔的二氧化锰纳米颗粒(H-MnO2),然后将葡萄糖氧化酶(GOx)连接在其表面,在其内部装入光敏剂Ce6,然后再用癌细胞膜对纳米复合物进行包覆,得到具有同源靶向功能的纳米颗粒H-MnO2-GOx-Ce6@C。将纳米颗粒静脉注射入小鼠体内,MnO2会将癌细胞内过表达的H2O2转化为O2,促进GOx催化细胞内的葡萄糖转化为更多的H2O2,进而产生更多的O2。该纳米颗粒在肿瘤部位通过一系列的反应将肿瘤部位的葡萄糖转化为氧气,既切断了能量供应达到饥饿治疗的目的,又能在光照下产生更多的活性氧,从而增强了光动力学治疗效果。实验表明,这种光动力学治疗结合饥饿治疗的策略能够对癌细胞产生明显的杀伤作用,并且能够在小鼠治疗中取得良好的治疗效果,同时有效防止癌症的复发。2.设计合成了一种癌细胞膜包覆的TiO2/MnO2纳米反应器用于放疗结合饥饿治疗的协同治疗。在放疗增敏剂TiO2的表面包上一层二氧化锰,在其表面连接葡萄糖氧化酶(GOx),得到的纳米复合物用癌细胞膜进行包覆,从而获得具有同源靶向功能的纳米颗粒TiO2@MnO2-GOx@C。在二氧化锰和GOx存在下,该纳米颗粒在肿瘤部位通过一系列的反应将肿瘤部位的葡萄糖转化为氧气,既切断了肿瘤组织处的能量供应,在X射线的照射下,TiO2又会与产生的氧气反应生成更多的活性氧,实现了放疗联合饥饿治疗的目的,从而提高了癌症放疗的效果,具有良好的应用前景。