针对高强度聚焦超声(HIFU)应用中有机微泡诊疗剂材料微米级尺寸及壳层不稳定等不足，本论文利用大的比表面积、高孔容量、良好的可修饰性、优异的化学、热稳定性及良好的生物相容性等优点的介孔SiO2材料(MSNs)，以肿瘤无创治疗实际应用为导向，超声生物学效应为基础，创新地提出将MSNs和超声敏感的有机氟碳化合物相结合的研究思路，制备出纳米有机/无机复合的稳定、高效诊疗剂材料，实现更加安全、有效的HIFU诊疗应用。具体开展了如下的研究工作:　　 (1)有机/无机杂化纳米HIFU增效剂(PMS-PEG)的研究　　 以特殊的全氟十七烷三甲氧基硅烷(PDES)表面活性剂材料和具有合适相变温度的超声敏感液态全氟己烷(PFH)为研究对象，利用PDES一端强疏水氟碳长链稳定超疏水的液态PFH，另一端的硅烷链作为硅源参与硅骨架形成的同时将PFH引入到氧化硅体系中，创新地以有机/无机杂化的方法制备出新型纳米超声诊疗剂PMSs材料。研究证明，液态的PFH参与到PMSs的形成过程中，并进入PMSs骨架结构中，形成更加稳定的纳米HIFU增效剂材料。经过聚乙二醇修饰后的杂化增效剂PMS-PEG材料，在HIFU消融离体牛肝实验上验证了其具有增效消融的能力，有望实现在不损伤正常组织的前提下，利用增效作用对肿瘤组织进行消融。同时，利用特殊的PDES表面活性剂，提出一种一步法自组装制备类似纳米介孔空心球HMSs材料的工艺。得到的材料呈现出高的比表面积579m2/g，高的孔容1.48cm3/g，平均孔径为2.3nm，并对其介孔空腔结构形成的“阻挡-溶出”机理进行探讨。　　 (2)全氟己烷担载的介孔二氧化硅纳米胶囊材料作为HIFU增效剂(MSNC-PFH)研究　　 本章中提出了一种以无机介孔氧化硅纳米胶囊(MSNCs)为载体，真空装载超声敏感液态氟碳化合物(PFH)的思路，利用纳米胶囊更大的孔道/空腔结构担载更多氟碳客体分子，真空装载使胶囊内部相变PFH气泡更易于产生、释放及聚集长大，最终制备粒径更加均一可控、更高效的稳定纳米HIFU增效剂MSNC-PFH材料。体外温敏特性试验中，液态PFH发生相变产生细小的气泡从介孔壳层孔道中释放出来，小气泡慢慢长大并与周围的气泡发生融合，最后形成大尺寸的微米级气泡，验证了这种灌注法制备的MSNC-PFH材料具有良好的温敏出泡特性。进一步，在HIFU120W离体牛肝消融实验中，MSNC-PFH增效消融牛肝的体积是纳米胶囊载体MSNCs消融体积的2倍（由44mm3增加为79mm3），说明MSNC-PFH材料中PFH相变后气泡所产生的空化作用产生了明显的增效消融作用。最后，体内消融兔VX2肿瘤实验进一步显示出MSNC-PFH高效的HIFU增效消融能力。耳静脉注射MSNC-PFH后，HIFU在120W即产生明显的肿瘤消融结果，而PBS对照组在400W时仍然不能产生有效的损伤。MSNC-PFH增效剂材料具有优良的成像稳定性(大于20min)，可以实现有效的增效分子PFH的担载能力和良好的被动富集肿瘤组织的能力，实现了安全功率下高效的HFIU消融治疗。　　 (3)金纳米粒子负载的介孔二氧化硅纳米胶囊基多功能体系(MAPP)应用于超声诊疗研究　　 在以上工作的基础上，基于超声的热效应和空化效应，以纳米胶囊MSNCs为载体，设计制备了一种金纳米粒子(AuNPs)负载、PFH灌注的多功能纳米诊疗剂MAPP材料。由于AuNPs良好的热传导能力，材料体外显示出优良的超声热效应，为后续增强HIFU热效应、增效HIFU消融提供了保证;同时，细小的AuNPs作为超声空化核，降低空化阈值，增加超声空化效果，提高了相同超声能量下MAPP产生气泡的几率。MAPP增强的热效应和空化效应，增加超声诱导肿瘤细胞的凋亡（25μg/mLMAPP增效作用下，超声辐照后细胞达到近60％的死亡率），同时有效地释放胶囊中的疏水性客体分子，这也显示出MAPP作为一种高效诊疗剂在HIFU消融/药物化疗相结合的协同治疗中的潜在应用。最后，体内实验验证了MAPP优异的增强超声成像及低功率下热量的聚集，最终实现增强超声引导下的高效HIFU消融的结果。MAPP诊疗剂材料的应用提高了HIFU治疗的安全性和有效性。　　 (4)制备多功能纳米诊疗剂(MPHSS-PFH)用于靶向、还原性响应超声成像及其引导下的HIFU增效治疗研究　　 成功构建了一种集靶向、响应特性为一体的多功能的纳米HIFU诊疗剂材料(MPHSS-PFH)，实现了材料在体内循环过程中高的稳定性、肿瘤区靶向功能、还原性响应下客体分子释放及超声增强，以及增强超声引导下的HIFU增效治疗。特殊的表面响应层聚合物PEG-HAss修饰赋予了材料在HIFU诊疗应用中的独特优势。首先，修饰后材料纳米级的尺寸、高的稳定性、良好的分散性以及嫁接的靶向分子赋予了材料优良的被动和主动靶向的能力。其次，材料在肿瘤区还原性环境下从交联态MPHSS到解交联态MPHSH的转变，不仅促进客体分子的响应性释放，还伴随着MPHSS动力学粒径的明显增加（485nm到850nm）和解交联链段弹性增加引起的响应性超声信号增强。最后，由于这种创新的多功能MPHSS-PFH诊疗剂在肿瘤区域有效的富集、PFH气泡的空化效应及热效应作用，实现了肿瘤区域响应增强超声引导下的高效HIFU治疗。