超支化聚合物具有大量末端官能团、内部空腔、良好溶解性、合成方法简单等优点，在生物医学领域尤其在药物输送方面具有重要的应用价值。然而，设计和合成具有良好生物相容性和生物可降解性的超支化聚合物，并进一步构筑智能响应型的纳米药物输送系统以提高肿瘤的治疗效果，依然面临巨大挑战。针对这一问题，本论文将超支化聚合物独特的优势和聚磷酸酯材料的优异生物相容性和生物可降解性相结合，以材料设计、合成为立足点，成功制备了一系列符合药物载体要求的功能性超支化聚磷酸酯，并在此基础上构建了一系列具有靶向和环境刺激响应性的纳米载药系统，详细评价了载药系统的有效性。论文工作主要分为两部分，一是通过分子设计合成了一系列分子骨架中交替分布着亲水性磷酸酯链段和疏水性双硫键（或硒醚键、双硒键）的超支化聚磷酸酯，研究了该类聚合物在水中的自组装以及组装体的环境刺激响应性，并进一步构建了针对细胞内微环境具有响应的智能药物输送载体。二是基于超支化聚磷酸酯的末端改性，设计合成了一系列具有两亲性的超支化多臂共聚物，并进一步研究了上述共聚物在水中的自组装以及组装体的生物相容性、生物可降解性，同时还研究了利用相关组装体构筑载药体系时其细胞摄取和体外抗肿瘤效果。论文的具体研究工作可分为如下六个部分:　　 1、由于聚合物的拓扑结构对其性能影响巨大，因此制备具有特定拓扑结构的聚合物一直是高分子化学领域的研究热点。第一部分报道了一种调控聚磷酸酯拓扑结构的简便方法，即通过调节环状磷酸酯单体的侧基，经阴离子型开环聚合反应可制备具有不同拓扑结构的聚磷酸酯，例如线型/线型嵌段、星状/星状嵌段以及超支化/超支化多臂嵌段聚磷酸酯等。这一方法为制备满足生物医用所需具有各种拓扑结构聚磷酸酯材料提供了一种新途径。　　 2、大分子自组装前驱体主要包括两亲性的线型嵌段共聚物和树枝状嵌段共聚物，而两亲性均聚物的自组装则鲜有报道。第二部分通过一种功能性单体的自缩合开环聚合制备得到两亲性超支化均聚物，疏水性双硫键基团和亲水性磷酸酯链段交替分布于其分子骨架中，从而实现了均聚物在水中的自组装。该均聚物自组装得到的胶束具有独特的多核/壳结构，且尺寸分布均一，并可将所负载的疏水性药物分子快速地输送到肿瘤细胞的细胞核中，从而高效抑制肿瘤细胞的增殖。均聚物的自组装不仅拓展了大分子自组装的研究领域，而且为构建新型高效的药物输送体系提供了一种新思路。　　 3、构建对肿瘤细胞的特异性能够做出响应并具有靶向给药功能的药物输送系统是当前肿瘤化疗中所面临难题之一。第三部分针对肿瘤细胞内具有高表达水平活性氧这一特性，提出一种构筑具有氧化响应性药物输送系统的新策略，即在肿瘤细胞内活性氧的作用下，药物载体能快速解组装，并释放出所负载的药物分子，实现靶向给药。基于这一思路，设计合成了骨架结构中含交替分布的疏水性硒醚键和亲水性磷酸酯链段的两亲性超支化聚合物，通过其在水中的自组装形成药物载体。这种含硒药物载体不仅能够实现药物的靶向输送，其自身也同时具有优异的抗肿瘤效果。　　 4、大分子药物（如蛋白质、多肽、抗体和核酸等）使用中存在稳定性差、生物半衰期短等问题，使用中常常需要借助药物输送载体来提高其在体内的稳定性和循环周期。第四部分提出了大分子药物自输送的新概念，即大分子药物除了治疗功能外，本身还具备载体功能，能有效地自我输送到病灶部位。该大分子药物的分子骨架中含有交替分布的疏水性双硒键和亲水性磷酸酯单元，可在水中自组装形成稳定的纳米胶束，并借助高通透高滞留(EPR)效应将自身输送到肿瘤部位。同时，这种纳米胶束还能负载并输送其他客体分子（如显影试剂、药物等），为癌症的诊断和联合给药提供了新方法。　　 5、第五部分设计合成了一种含有大量末端羟基，且具有优异生物相容性和生物可降解性的水溶性超支化聚磷酸酯，并通过末端改性制备了两亲性超支化共聚物。当疏水末端为抗肿瘤药物时，可得到一种多功能抗肿瘤聚合物前药，其不仅能在病灶部位快速释放出原药，而且载体本身也能通过降解排除到体外。当疏水末端为十六烷基链时，则得到一种仿磷脂超支化聚合物，其由一个亲水的超支化聚磷酸酯头和多条疏水的烷基链尾组成。这种两亲性仿磷脂超支化聚合物在水中能自组装形成纳米胶束。这类胶束具有良好的生物相容性，可封装疏水药物，并将药物有效地输送到肿瘤细胞内，达到抑制肿瘤细胞增殖的效果。　　 6、聚合物胶束用作纳米药物载体的最基本要求是:所用聚合物应具有良好的生物相容性和生物可降解性。但是由不同亲水链段和疏水链段组成的传统两亲性嵌段共聚物，很难同时满足具有良好生物相容性和生物可降解性的要求。第六部分通过简单调节聚磷酸酯的侧基，实现了聚磷酸酯的拓扑结构、亲疏水性以及环境响应性的调控，即可得到两亲性超支化多臂共聚磷酸酯，并且其亲疏水链段均具有优异的生物相容和生物可降解性，同时具有灵敏的环境响应性。利用两亲性超支化多臂共聚磷酸酯成功构筑了具有高效体外抗肿瘤效果的药物输送体系，为纳米药物的临床转换提供了新途径。