纳米微粒通过增强滞留渗透(EPR)和尺寸效应显著地改变了负载药物的生物分布，增强了药物的疗效同时减少了副作用。然而，纳米微粒在体内循环时容易被健康器官清除，难以运输足够剂量的药物到达肿瘤细胞。同时，肿瘤区域复杂的脉管系统也大大的限制了粒子在肿瘤中的渗透能力。虽然研究者们做了大量工作以优化纳米微粒的表面化学性质和尺寸效应以及将各种各样的主动靶向基团修饰在载药纳米微粒表面以提高其在肿瘤组织的富集和渗透，但由于不同肿瘤类型之间存在差异性，并且不是所有的肿瘤都有EPR效应。因此，通过运用肿瘤血管调节因子激活肿瘤血管，从而增强药物传递是一个值得发展的方法，而且通过有选择地激活肿瘤血管还有可能提高药物的富集和渗透能力。另外，通过靶向受体的主动靶向功能也可增加载药纳米微粒在肿瘤的富集。　　通常，纳米载体效果的预评估是在平面单层细胞培养体系中进行的。不幸的是，平面细胞模型缺乏细胞与细胞以及细胞与细胞外基质(ECM)的相互作用，而这些相互作用正是体内肿瘤存在的限制药物渗透的重要障碍。因此，建立一种可以填补平面细胞实验和体内动物实验之间空白的细胞模型，以模拟纳米微粒在肿瘤中的富集和渗透是非常需要的。体外三维(3-D)培养的肿瘤模型是观察药物载体在肿瘤内部渗透的一种重要手段。与传统的平面细胞模型相比，体外三维立体培养的多细胞球体(MCs)内的细胞状态更接近体内环境。　　本文以天然高分子壳聚糖为主要材料，通过引入含硼酸基团的组分或血管激活多肽，设计制备了一系列粒径可控且形貌均一的纳米微粒作为抗肿瘤药物载体。研究了抗肿瘤药负载的纳米微粒在体外平面细胞模型及3-D细胞模型中的摄取，细胞毒性和渗透。进一步，研究了载药纳米微粒在荷瘤小鼠皮下瘤模型和肺转移瘤模型中的抗肿瘤疗效。主要研究内容如下:　　(1)利用我们课题组前期发展的大分子-单体对反应体系，以具有良好生物相容性的低分子量水溶性壳聚糖(CS)为大分子，含有双键的间丙烯酰胺基苯硼酸为单体(APBA)，通过在CS水溶液中直接引发APBA单体自由基聚合，制备了CS-PAPBA纳米微粒。进一步在纳米微粒表面修饰具有肿瘤靶向功能的多肽iRGD并负载抗肿瘤药物阿霉素(DOX)。通过动态光散射(DLS)，透射电镜(TEM)，扫描电镜(SEM)等对载药纳米微粒的形貌，表面性质及稳定性进行了详细表征。　　我们选择了人神经母细胞瘤细胞株SH-SY5Y成功培养出了形貌均一且状态良好的体外3-D细胞模型，并利用该模型对载药纳米微粒的富集和渗透能力进行了深入研究。体外3-D细胞研究发现:相对于自由药物和未修饰的载药纳米微粒而言，iRGD修饰后极大的增强了载药纳米微粒在MCs中的富集和渗透能力，从而更好的抑制了MCs的细胞增殖;H22皮下荷瘤小鼠活体近红外成像实验证明了iRGD修饰后，纳米微粒不仅能通过EPR效应被动的富集在肿瘤组织，还能通过靶向受体的主动靶向功能更快更多的富集并向肿瘤区域深处渗透。肿瘤组织切片观察也同样验证了iRGD修饰后的纳米微粒能够更好的从肿瘤血管里泄露出来并向肿瘤深处渗透。小动物体内组织分布分析，抑瘤实验，生存周期观察等都进一步的证明了iRGD修饰的纳米微粒能更好的抑制肿瘤生长，延长实验小鼠的生存周期　　(2)利用带正电的壳聚糖(CS)与带负电的乙二胺四乙酸(EDTA)在非溶剂（乙醇）-辅助下的自组装方法制备了壳聚糖纳米微粒(CS NPs)，并在其表面修饰了血管活性多肽——缓激肽增强肽(BPP)，进一步负载了具有细胞内还原响应的抗肿瘤药物顺铂前药(c，c，t-[Pt(NH3)2Cl2(OEt)(O2CCH2CH2CO2H)])，制备了Pt-CS-BPP纳米微粒。体外细胞实验发现，Pt-CS-BPP纳米微粒能快速且大量的富集在MCs中，并有效地抑制MCs的增殖。另一方面，体内研究发现Pt-CS-BPP纳米微粒能够有效降低肿瘤间质压力(IFP)并提高肿瘤血管的通透性，从而提高了其在小鼠肿瘤区域的富集和渗透能力。同时，我们还发现Pt-CS-BPP纳米微粒能够有效富集在小鼠肺组织中。通过尾静脉注射小鼠肝癌细胞株H22的方式我们成功地建立了肺转移瘤小鼠模型，并利用该模型对载药纳米微粒的生物学效应及对肺转移瘤的抑制进行了评估，发现Pt-CS-BPP纳米微粒相比于自由药物顺铂有着非常突出的抑制转移瘤生长的能力。　　(3)通过在表面带正电荷的壳聚糖纳米微粒(CS NPs)表面修饰苯硼酸基团，制备了具有唾液酸靶向的和pH诱导电荷反转的壳聚糖纳米微粒(CB NPs)。苯硼酸的修饰一方面可以降低壳聚糖纳米微粒表面氨基含量，从而降低壳聚糖纳米微粒的表面电荷，减少其在血液循环中的蛋白吸附和自聚集，提高纳米微粒的血液循环时间和肿瘤富集能力。另一方面，中性条件下CB NPs负的表面电荷可以提高负载抗肿瘤药物DOX的能力。当CB NPs到达弱酸性的肿瘤组织时，表面转而带正电荷，通过其与带负电荷的细胞膜之间的相互作用而提高了纳米微粒被细胞摄取的能力。同时，利用苯硼酸基团与肿瘤细胞表面过表达的唾液酸快速且可逆形成硼酸酯的特异性作用，提高纳米微粒对肿瘤区域的靶向和肿瘤细胞的特异性识别能力。　　体外3-D细胞实验证明了相对于自由药物DOX而言，苯硼酸修饰的纳米微粒能够长期富集在MCs中，说明该纳米微粒能够通过苯硼酸-唾液酸相互作用及细胞主动摄取而克服MCs的多药耐药性，从而更好的抑制了MCs的增殖。小动物活体近红外成像实验及肿瘤组织切片观察证明了CB NPs不仅能通过EPR效应被动的富集在肿瘤组织，还能通过苯硼酸-唾液酸之间的主动靶向功能更快更多的富集并向肿瘤区域深处渗透。小动物体内组织分布分析，抑瘤实验，生存周期观察等都进一步的证明了苯硼酸修饰的纳米微粒能更好的抑制肿瘤生长，延长实验小鼠的生存周期。