癌症是当前人类健康的主要威胁之一,手术、化疗、放疗仍是临床癌症治疗中的常用治疗手段。然而,由于手术治疗难以有效清除转移瘤、放疗化疗的毒副作用大且易诱导肿瘤细胞耐药,现有的这些肿瘤治疗手段难以满足临床肿瘤治疗的需要。因此,发展新型安全高效的肿瘤治疗具有重要的现实意义。近年来,得益于纳米技术的快速发展,纳米医学这一新兴的交叉学科在肿瘤治疗等诸多领域均体现出来了独特的优势与良好的应用前景。在本博士论文研究中,针对临床手术难以有效杀灭转移瘤这一缺点,设计了多种基于纳米材料的影像导航下的肿瘤前哨淋巴结光热清扫术,发现与传统手术切除相比,该策略能够有效的防止肿瘤转移复发。另外,针对如何有效提高纳米颗粒在肿瘤内高效富集这一科学问题,一方面制备了一种有主动靶向能力的装载放射性核素的光热试剂,用于主动靶向肿瘤的光热内放射联合治疗。另一方面,设计了一种以脂质体纳米颗粒为载体的体内放射性同位素疗法来改善肿瘤血管渗透性,以便增加第二波治疗性纳米颗粒的肿瘤特异性摄取。本博士论文研究为发展新型功能纳米材料用于安全高效的肿瘤治疗提供一些新的研究思路。本论文的研究内容和主要结论如下:第二章:使用聚乙二醇修饰的单壁碳管作为小鼠肿瘤淋巴结转移模型中的成像造影剂和光热治疗剂。通过单壁碳管的近红外二区荧光成像,跟踪瘤内注射的单壁碳管,发现单壁碳管从注射位置转移到附近的前哨淋巴结。利用单壁碳管在前哨淋巴结中的大量保留和其吸光发热的功能,使用光热疗法治疗了原位肿瘤和前哨淋巴结转移瘤,从而显著提高了动物存活率并抑制了肿瘤的肺转移。第三章:在小鼠肿瘤淋巴结转移模型中,通过在前哨淋巴结中外加磁场,吸引瘤内注射的聚乙二醇修饰的金壳氧化铁纳米团簇,将该纳米颗粒从原位肿瘤吸引到前哨淋巴结中,实验中通过活体核磁成像确认了这一过程。通过磁性靶向增加了该颗粒在前哨淋巴结的浓度,从而可以使用较小的颗粒剂量和较低的激光功率实现前哨淋巴结转移瘤和原位肿瘤的光热治疗。第四章:用标记碘-131的转铁蛋白修饰聚吡咯纳米颗粒得到PPy@Tf-¹³¹I纳米粒子可用于肿瘤主动靶向的放射性同位素治疗和光热联合治疗。由于转铁蛋白介导的肿瘤主动靶向,与非靶向对照相比,PPy@Tf-¹³¹I纳米颗粒展现出明显更多的体外癌细胞粘连和体内肿瘤摄取。然后进行基于PPy@Tf-¹³¹I纳米颗粒的联合的RIT和PTT,实现明显的协同治疗效果。第五章:设计了一种以脂质体纳米颗粒为载体的体内放射性同位素疗法来改善肿瘤血管渗透性,以便增加第二波治疗性纳米颗粒的肿瘤特异性摄取。将同位素碘-131标记在被脂质体包封的白蛋白上,以获得更好的体内放射性标记稳定性。该脂质体具有长血液循环半衰期,可在肿瘤中富集累并杀伤肿瘤血管内皮细胞,以改善肿瘤血管通透性。由于这种RIT增强的EPR效应,随之注射的纳米颗粒的肿瘤富集可以大大增加。后续实验在三个独立的治疗方法中证明了这种策略的可行性和普适性,包括光热疗法,缺氧激活化疗和检查点阻断免疫疗法。这些疗法都可以通过RIT增强,并具有出色的体内协同治疗效果。综上,论文介绍了几种应对癌症治疗中的各种难题的多功能纳米材料。、建立了一种小鼠前哨淋巴结转移瘤模型,并使用两种精心设计的以多功能纳米材料为基础的策略,在该模型上抑制肿瘤的转移。此外,使用脂质体纳米颗粒递送放射性同位素到肿瘤组织,改善肿瘤血管渗透性以增加肿瘤对纳米药物的捕获。并验证该策略对于各种基于纳米颗粒的疗法的普适性。