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聚磷酸酯（polyphosphoesters）是一类主链为磷酸酯结构的聚合物，这类聚合物与生物大分子核酸的结构相似，因此具有很好的生物相容性，而且通过水解或者在生理条件下进行酶消化，可以生物降解。聚磷酸酯在生物医学材料方面有很好的应用前景。本论文利用开环聚合（ROP）和原子转移自由基聚合（ATRP）相结合的方法，设计合成了基于聚磷酸酯的具有优异生物相容性和生物可降解性的嵌段共聚物，对聚合物的结构和性质进行了表征，研究它们在水溶液中的自组装行为，并探索其作为药物载体和基因载体，在生物医学领域的潜在应用。本论文的工作内容主要分为以下两个部分：第一部分双亲水性两嵌段共聚物PEEP-b-PSEMA利用一端含溴、另一端含羟基的小分子有机物溴代异丁酸-2-羟基乙酯（HEBI）作为引发剂，在辛酸亚锡的催化作用下，对环状磷酸酯单体2-乙氧基-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷（EOP）进行开环聚合，得到分子链末端带有溴的功能性聚磷酸酯大分子引发剂PEEP-Br；然后利用PEEP-Br链末端的溴作为大分子ATRP引发剂，在溴化亚铜和联吡啶配体的作用下，与甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）单体进行溶液ATRP反应；最后PHEMA链段侧链羟基与琥珀酸酐发生酯化反应，使侧基带羧基（-COOH），获得含聚磷酸酯和pH响应性的双亲水性两嵌段共聚物PEEP-b-PSEMA。利用FT-IR、1H NMR和GPC对聚合物的化学结构、组成、分子量及分子量分布进行了表征。利用芘荧光探针、透射电镜（TEM）和高性能纳米粒度仪（HPPS）研究了双亲水性两嵌段共聚物PEEP-b-PSEMA在不同pH值的缓冲溶液中的自组装行为。研究结果表明，共聚物自组装行为具有pH响应性。进一步利用双亲水性嵌段共聚物PEEP-b-PSEMA作为模型药物萘普生的载体，体外药物释放研究表明，在磷酸二酯酶Ⅰ作用下，加速聚磷酸酯链段降解，能够有效控制萘普生药物释放。细胞毒性测试（MTT法）结果显示，嵌段共聚物具有良好的生物相容性。第二部分两亲性三嵌段共聚物PEEP-b-PCL-b-PDMAEMA利用上述HEBI作为引发剂，在辛酸亚锡的催化作用下，对己内酯（ε-CL）进行开环聚合，得到末端功能化的聚己内酯（HO-PCL-Br），即一端带有羟基、另一端带有溴取代基的大分子引发剂。然后利用HO-PCL-Br的末端羟基，对环状磷酸酯单体EOP进行开环聚合，得到两嵌段共聚物PEEP-b-PCL；最后利用PCL末端的溴取代基作为ATRP引发剂，与具有pH敏感的甲基丙烯酸-2-（N,N-二甲氨基）乙酯（DMAEMA）进行溶液ATRP反应，获得阳离子型三嵌段共聚物PEEP-b-PCL-b-PDMAEMA。分别利用1H NMR和GPC对所得聚合物的结构、分子量及分子量分布进行表征。两亲性三嵌段共聚物在水中能够自组装形成胶束结构，利用TEM和DLS对形成的胶束的形貌和尺寸进行表征。MTT结果显示，三嵌段共聚物的毒性明显小于支化的聚乙烯亚胺（25kDa PEI），具有良好的生物相容性。通过体外药物释放、细胞内吞和转染实验，验证PEEP-b-PCL-b-PDMAEMA形成的阳离子型胶束可以同时包载DNA和抗肿瘤药物阿霉素（DOX），可以有效地将DOX和DNA内吞入HeLa细胞中释放。