有机-无机复合纳米材料不仅具有纳米材料的一般特性,还整合了有机和无机物种的功能,表现出优于每种成分的独特优势,在药物递送和肿瘤协同治疗等领域有潜在的应用前景。介孔硅基纳米材料作为具有代表性的一类无机纳米药物递送载体得到了广泛的研究。但是不同类型介孔二氧化硅对药物释放性能的影响极其机理尚不明确,如何通过有机物对其表面改性制备能有效响应肿瘤微环境控释药物,并结合外源刺激造成肿瘤细胞消融,也是介孔二氧化硅基智能纳米复合体系所面临的重要挑战。更重要的是,如何通过级联反应,实现有机-无机复合纳米材料在肿瘤协同治疗中“1+1＞2”的效果,对纳米材料在肿瘤治疗中的应用有着重要意义。本论文合成了不同类型的介孔二氧化硅并对其影响药物释放的机理进行了研究,着力于封孔分子的功能化设计,还围绕构建有机-无机纳米材料用于肿瘤的协同治疗平台及其性能展开了研究工作。首先,采用溶胶-凝胶法合成了一系列介孔二氧化硅（MSN）,通过改变模板剂、碱源等方法调控介孔类型及孔道大小,并采用硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）和聚多巴胺（PDA）对其表面进行改性,从而改变其表面电荷,提高分散稳定性。以抗癌药物阿霉素（DOX）为模型药物,研究了不同类型MSN对药物负载和释放性能的影响。具有空心结构的MSN有很大的内空腔,且细小孔道壳层能防止药物流失,因而其载药量较高,载药性能好;表面修饰氨基的具有规则六方形孔道结构MSN,具有一定的pH响应性能,在酸性条件（pH 5.0）下,氨基质子化,使MSN表面带上正电荷,与质子化的DOX相互排斥,加速DOX的释放。采用几种常用的动力学模型对不同类型MSN的体外药物释放数据进行拟合,结果显示,符合Korsmeyer-Peppas释放动力学模型并为Fick扩散控制释放。为了赋予介孔二氧化硅载药体系有效的pH响应性能,通过电子转移活化剂再生-原子转移自由基聚合（ARGET ATRP）合成了含有活性基团的聚合物P（PEGMA-co-MAEBA）,并利用亚胺键将其修饰在MSN表面,设计了一种在酸性环境中聚合物链会从介孔硅表面脱落的药物控释体系。采用凝胶渗透色谱（GPC）、氢核磁共振波谱（~1H NMR）和傅里叶红外光谱（FT-IR）表征聚合物的化学结构,确定产物已成功合成。透射电镜（TEM）结果显示载药颗粒（P（PEGMA-co-MAEBA）@MSN-DOX）为球形,粒径约为150 nm。在较低pH刺激下（pH 5.0,模拟内涵体和溶酶体环境）,亚胺键断裂,聚合物脱落,释放出DOX,12 h内药物的累计释放量比在pH 7.4（正常生理环境）下增加40%,体现出良好的pH响应控释性能。利用蒙特卡洛及分子动力学模拟方法研究了DOX与MSN的相互作用、DOX在介孔孔道中的吸附及扩散行为。结果表明,DOX在介孔孔道中吸附的驱动力除浓度差外,介孔壁上的硅醇基与DOX分子上氧原子之间的氢键作用及与苯环之间的弱相互作用也提高了吸附强度,有利于药物在孔道中的负载。当包覆在MSN表面的聚合物脱落后,DOX分子扩散运动加剧,逐渐从介孔中释放出来。针对单独药物治疗易造成耐药性的缺点,设计和制备了一种光热治疗联合并增进化疗效果的介孔二氧化硅基有机-无机复合纳米材料用于抗肿瘤药物DOX和光热小分子ICG的协同递送。通过可逆共价键顺式乌头酸酐,将抗癌药物DOX锚定在MSN表面的聚合物上。同时,将小分子光热剂ICG负载入介孔MSN的孔道中,在近红外（NIR）辐射下介导的光热疗法（PTT）可以进一步杀死癌细胞。通过~1H NMR和FT-IR确认了前药小分子结构,利用FT-IR、TGA、Zeta电位证明了前药颗粒已经成功修饰在介孔二氧化硅表面的聚合物上,接枝率约为11%。在较低pH刺激下,顺式乌头酸酐键断裂,释放出DOX。光热转化引起的高温加速了可逆共价键断裂,进一步加速药物释放,可以降低达到血药浓度所需要的时间。细胞毒性实验表明,与游离DOX对比,纳米药物递送体系在近红外光照射下显示出更强的细胞毒性,48 h后有超过90%的肿瘤细胞被杀死。由于小分子光热剂的稳定性不高,为了提高光热稳定性,无机材料是更好的选择。设计了以介孔二氧化硅为壳层、金纳米棒核芯,并且表面修饰聚多巴胺（PDA）的新型纳米平台（DOX/Au@MSN-PDA）,TEM结果显示该纳米颗粒大约为134±17 nm。通过MSN的介孔孔道和聚多巴胺层与DOX之间的π-π相互作用,将DOX负载于纳米颗粒上,实现光热治疗和化疗的联合。结果显示,纳米粒子表现出良好的光热稳定性,在5个激光照射/关闭的循环周期依然能使温度稳定上升。针对特定的肿瘤微环境设计有机-无机复合材料用于诱导级联反应以治疗癌症,对推动协同治疗的发展有重大意义。设计了Mo S2@Mn O2-HA纳米平台。通过液相剥离法制备了少层的Mo S2纳米片,将高锰酸钾在Mo S2纳米片还原为Mn O2,表面包裹透明质酸（HA）增加生物相容性。通过TEM、X射线光电子能谱（XPS）、TGA和Zeta电位分析确定了产物成功合成,利用亚甲基蓝作为探针测试了该纳米材料产生活性氧（ROS）的能力。Mo S2@Mn O2-HA纳米平台不仅能有效氧化细胞内的GSH,通过Fenton反应将H2O2转化为活性氧引发细胞凋亡,Mo S2介导的PTT在近红外光的辐射下还可以进一步杀死癌细胞,而且,高温增加芬顿反应速率能产生更多的活性氧提高化学动力治疗效率。细胞存活率和活死染色结果显示,Mo S2@Mn O2-HA在近红外光辐射下ROS的产生明显加快,并对肿瘤细胞的生长有明显的抑制作用。本文开发了多种基于有机-无机的智能纳米复合材料用于药物递送和肿瘤协同治疗领域。根据肿瘤组织偏酸性环境的特点,以介孔二氧化硅为药物递送的基底材料,从功能化分子设计的角度对其进行结构的改变和修饰。并将二维纳米片与二氧化锰有机结合,实现了光热/化学动力治疗的级联反应。希望本研究可以为后续更多有价值的有机-无机智能纳米复合材料的设计和制备提供设计思路和理论指导。