细菌感染通常会诱发许多疾病,例如肺炎、脑膜炎、败血症、霍乱、皮肤溃疡和胃癌等,对人类的生命健康造成了巨大威胁。然而,抗生素的滥用导致多重耐药性（Multi-drug resistance bacteria,MDR）细菌的大规模井喷式出现,使得可以用来治疗的抗生素越来越少。近年来,随着纳米技术的发展,研究人员开发了多种可以替代抗生素的纳米材料抗菌疗法,如光动力疗法（Photodynamic therapy,PDT）、光热疗法（Photothermal therapy,PTT）、声动力疗法（Sonodynamic Therapy,SDT）等,上述所有治疗方法的共同特点是能够消除MDR细菌,同时不易产生抗性。鉴于超声波（Ultrasound,US）的强大组织穿透力,SDT在治疗深层组织疾病方面具有巨大的潜力。SDT利用US波激活声敏剂（Sonosensitizers）,产生包括单线态氧（1 O2）和羟基自由基（·OH）在内的活性氧（Reactive oxygen,ROS）,从而杀死细菌。本实验中,在US激活下,纳米声敏剂-ZIF-8衍生的碳@TiO2纳米颗粒（ZTNs）产生的1O2和·OH的数量远远高于传统的无机声敏剂TiO2,从而实现了对MDR革兰氏阴性细菌(Klebsiella pneumoniae,Acinetobacter bamannii，Pseudomonas aeruginosa，Klebs iella（previously Enterobactery aerogenes）的有效杀灭,杀菌效率分别为 99.2%,87.1%,95.6%和81.5%。在此基础上,通过扫描电子显微镜（Scanning electron microscope,S EM）观察、培养液上清成分（蛋白质、DNA、ATP）检测等方法对SDT破膜杀菌机理进行了初步探索。体内实验中,我们通过肺部吸入式感染K.pneumoniae病菌,成功建立了免疫功能正常的BALBc和部分免疫缺陷的SCID小鼠多重耐药菌肺部感染模型,随后对其展开SDT。通过测定主要脏器载菌量、脏器病理损伤评级、ELISA检测细胞因子等方法,对ZTNs体内杀菌效率进行了评估。结果显示,ZTNs经US作用后能有效清除小鼠肺部感染的K.pneumoniae病菌,降低了该部位相应的炎症反应,具体表现为治疗组肺部载菌量明显下降,中性粒细胞浸润明显减少,炎症因子（IL-6,IL-12,TNF-a,IFN-γ）下调。此外,通过主要脏器病理评级、ELISA检测细胞因子等方法,对ZTNs的溶血性和生物毒性都进行了评价。结果显示,ZTNs没有明显的生物毒性,是—种安全的无机声敏材料。综上所述,本论文开发了ZIF-8衍生的碳@TiO2纳米颗粒（ZINs）作为可吸入的声敏剂,用于治疗细菌性肺炎。ZTNs在US的激活下显示高效产出ROS的能力,从而可以在体外杀死MDR革兰氏阴性细菌。随后,利用肺递送气溶胶气管内接种的优势,将ZTNs精确地传递到肺部感染部位,并在免疫功能正常或免疫缺陷小鼠的肺部细菌性肺炎感染模型中通过US将其在肺部定点激活,促使其对MDR革兰氏阴性细菌进行有效消除。MOF衍生的纳米粒子作为安全、高效的可吸入声敏剂,在临床抗生素替代治疗MDR细菌性肺炎方面具有巨大潜力。这项研究为基于SDT的深层组织细菌感染的治疗提出了—个新的模式,并将扩大无机声敏剂的纳米医学应用。