声动力治疗（SDT）是一种在超声（US）和声敏剂的参与下实现疾病治疗的新型策略,它具有无创、精准以及高组织穿透性的优势。目前,声动力的治疗机制主要是基于在US照射下产生的空化效应提出来的,包括机械效应和活性氧（ROS）产生,但是其确切治疗机制依旧不清楚,严重制约了高效声敏剂的理性设计以及SDT的临床转化。此外,由于复杂的体内环境和疾病微环境,只具备单一功能的声敏剂无法发挥出最佳的治疗功效并且容易产生毒副作用,使声敏剂的生物应用常常被局限于浅表层组织。金属有机框架（MOF）具有独特的晶体和多孔结构,其清晰可控的金属配位组成利于探索构效关系并指导MOF衍生材料的设计和开发,在生物医学领域表现出巨大的潜力。得益于MOF基纳米材料的众多独特优势,针对上述提到的SDT目前的发展问题,本论文中以MOF及其衍生纳米材料为基础,从声动力机制探索、声敏剂的理性设计以及新型SDT技术的发展三个方面展开,系统地研究了MOF基声敏剂的生物学效应,以实现高效的声动力疾病治疗。具体内容如下:（1）针对SDT治疗机制不清晰的问题,探究了具有特定金属–氮活性位点的沸石咪唑酯骨架-8纳米晶体（ZIF-8 NCs）的声动力机制,并结合其生物活性验证了在肿瘤中的治疗效率。通过密度泛函理论计算与实验相结合,发现ZIF-8 NCs表面的不饱和锌–氮活性位点可以通过配体至金属电荷转移（LMCT）作用增强最高占据分子轨道（HOMO）到最低未占分子轨道（LUMO）的电子转移,这一过程对于MOF在US照射下产生ROS至关重要。此外,ZIF-8 NCs在弱酸性的肿瘤微环境中易于发生生物降解,从而能够有效释放锌离子,显示出了诱导癌细胞凋亡的生物活性。体内实验表明,ZIF-8 NCs可以同时作为生物活性抗癌剂和声敏剂,表现出了优异的肿瘤抑制率（84.6%）。（2）针对疾病微环境乏氧严重限制SDT效率的问题,理性设计了一种具有自产氧能力的多功能声敏剂用于高效治疗癌症。通过以ZIF-8作为模版简单构建了一种双层中空硅酸锰纳米颗粒（DHMS）,其可以在肿瘤微环境中催化过量H2O2产生O2,缓解肿瘤部位乏氧以提高O2依赖型SDT的治疗效率。此外,Mn元素的存在不仅可以提高DHMS在US照射下的电子-空穴的分离效率,而且还赋予了其超声成像和核磁共振成像的功能。体内实验表明,在双模态成像的引导下,DHMS介导的SDT有效抑制了肿瘤的生长（肿瘤抑制率为92.0%）。（3）针对深部疾病组织对SDT的应用需求,发展了基于SDT的新型抗菌技术。开发了一种ZIF-8衍生的碳@二氧化钛纳米颗粒（ZTN）作为可吸入声敏剂用于治疗多重耐药性（MDR）细菌性肺炎。实验结果表明,US照射后的ZTN表现出优异的ROS生成能力,可以在体外有效杀死革兰氏阴性MDR细菌。利用气管内雾化给药技术,ZTN可以被精准地递送到肺部的感染部位,并且US的照射进一步促进了材料在肺部的扩散。这种基于SDT的抗菌技术在肺炎小鼠致死模型上对革兰氏阴性MDR细菌实现了有效清除,使小鼠存活率达到了100%。此外,ZTN在细胞和动物水平上均未表现出明显毒性。综上所述,本论文针对目前阻碍SDT发展的一系列问题,以MOF基纳米材料为出发点,系统地探索了MOF基声敏剂在癌症和细菌感染中的治疗效率。本论文首先探索了ZIF-8 NCs介导的SDT机制,为开发更有效的声敏剂提供了理论指导。此外,针对疾病缺氧微环境设计的MOF基声敏剂有望为简单构建具有自产O2能力的声敏剂提供新的策略。最后,基于US较强的组织穿透能力,发展的SDT新技术为治疗深部组织MDR细菌感染提供了新的思路。以上研究内容从机制探索、理性设计和技术发展这三个方面展开,有利于扩大声敏剂的纳米医学应用,加快SDT的临床转化。