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超声,因其独特的声学特性及生物学效应,在癌症的诊断及治疗中都扮演了不可或缺的角色,例如超声成像技术,高强度聚集超声肿瘤消融术（HIFU）等。纳米生物材料及相应技术的快速发展,使超声医学研究焕发了新的生机。特别是先进纳米诊疗剂材料的研发,为辅助超声诊疗一体化技术实现癌症精确诊断及高效治疗,提供了新的思路和方法。随着对恶性肿瘤特殊理化环境认识的加深,以及纳米合成技术和超声诊疗技术设备的发展,通过精确的内/外源刺激响应来有逻辑性地操控超声纳米诊疗剂在体内的行为,有望在时间和空间尺度上全面优化其诊疗效能及特异性,从而更好地满足临床应用需求。本论文分别以成像引导下的HIFU消融、HIFU药物控释、HIFU消融联合药物控释,这三种超声诊疗模式为应用背景,基于“自下而上”的合成策略构建了三种针对性的智能响应型超声纳米诊疗剂,然后对其内/外源刺激下的体内外响应行为进行了系统研究,并结合先进的HIFU诊疗一体化设备平台对其诊疗性能进行了全面的评价。主要的研究内容如下:（1）区别于传统HIFU刺激产气增效消融策略,我们提出内源催化产气策略来调控气泡在超声引导HIFU（US-HIFU）手术中产生的时机和时长。本章基于枝状介孔有机硅纳米颗粒（MONs）,利用其开放的孔道结构固定负载过氧化氢酶（catalase）,来构建多尺度杂化的纳米催化反应器（C@M）。利用C@M在肿瘤区域特异性催化内源的过氧化氢温和分解,来缓慢持续地产生氧气气泡,从而在US-HIFU肿瘤消融手术中,快速增强US显影对比度,提高HIFU引导精度,并基于气泡对超声空化效应的增强实现对后续HIFU在更安全功率下的消融增效。（2）为了精确控制肿瘤区化疗药物的长效释放,我们提出一种基于响应“流动阀门”的分级药物释放策略,借助于先进的磁共振（MR）成像引导及温度控制的HIFU诊疗一体化平台,来实现超声响应的化疗药物定点智能控释。本章基于空心枝状介孔有机硅纳米颗粒（HDMON）,首先通过均相芬顿反应（HFR）除去造孔剂的同时在HDMON上沉积具有T1-T2双功能MR造影性能的超小Fe物种。之后,通过一步法同时负载温敏相变材料薄荷醇（LM）和化疗药物阿霉素（Dox）,得到温敏诊疗一体化药物载体（Dox@L@FeHD）。Dox@L@FeHD可提高肿瘤区MR成像对比度,用以精确引导HIFU定点刺激,并利用MR量热术（MRT）反馈控制HIFU靶区温度恒定为45℃,此时LM作为“流动阀门”发生固液相变,从HDMON的孔道内流出重新分布在颗粒表面,从而触发Dox的快速突释。之后HIFU刺激撤去,LM重新固化,HDMON孔道环境改变,Dox又进入缓释阶段。在整个过程中,通过HIFU精确控制肿瘤区域温度变化,来刺激Dox@L@FeHD实现Dox的定点双相释放行为。（3）为了进一步对复杂的多模式超声诊疗,即磁共振（MR）引导/监控的超声联合治疗（热消融+药物控释）,进行有序地时空控制,我们提出了各诊疗组分响应分离的诊疗控制策略,以独立地最优化每一种诊疗效能。本章基于pH敏感的无定形碳酸钙纳米颗粒（ACC）,通过阳离子交换和异相成核生长的方式,将碳酸锰和氧化硅组分组装于ACC之上,并同时将化疗药物阿霉素（Dox）包覆其中,最终得到了响应分离型纳米诊疗系统（“纳米火箭”）。该“纳米火箭”在弱酸性的肿瘤微环境中会逐级响应分离,首先碳酸盐组分快速分解释放Mn2+作为MR造影剂,留下空心氧化硅组分作为后续HIFU消融增效剂,期间由于“纳米火箭”组成结构的连续演变,Dox呈现先突释放后缓释的双相动力学释放行为,随后又触发了残留空心氧化硅结构“由内而外”的降解行为。在整个过程中,不仅按需有逻辑地激活了三种诊疗模式,同时还调控了MR造影剂,HIFU增效剂的有序降解行为,及化疗药物的释放行为。本论文为新型智能响应型超声诊疗剂的设计提供了新的思路,分别为响应过程中HIFU消融、HIFU药物控释、HIFU消融联合药物控释三种诊疗模式中诊疗效能进行了系统调控,有望进一步促进超声诊疗剂在超声医学应用中的转化。