综述：响应性生物材料在肿瘤传感与治疗中的应用

（编辑推荐）这篇综述系统阐述了响应性生物材料在肿瘤微环境（TME）中的智能应用，涵盖无机、有机及杂化材料的构效关系，通过动态共价键、能量转换等机制实现pH/ROS/ATP响应性诊疗，为肿瘤精准成像、靶向给药及微环境调控提供新策略。

　　

响应性生物材料：肿瘤微环境的智能钥匙

Abstract
智能生物材料凭借自修复、环境适应及刺激响应特性，在肿瘤诊疗领域展现出巨大潜力。文章系统分析了响应性材料对肿瘤微环境（TME）中异常理化特性（低pH、缺氧、高ROS等）及生物分子（ATP、GSH、功能蛋白等）的智能响应机制，揭示了材料结构特征与化学活性间的构效关系。

Introduction
从航空航天到生物医学，智能材料的发展已跨越数十年。肿瘤的特殊微环境——包括酸性pH_e、缺氧（O₂ <5 mmHg）及高浓度ROS（如H₂O₂达50-100 μM）——为材料设计提供了天然触发开关。通过动态共价键（如二硫键-S-S-）、π-π堆积等分子重构，材料可实现对TME的"按需响应"。

Responsiveness to physicochemical properties of TME
■ 低pH响应：酰腙键在pH 6.5-7.0时稳定，而在肿瘤酸性环境（pH 6.0-6.8）中快速水解，驱动药物释放。
■ 缺氧触发：硝基咪唑类化合物在低氧条件下发生还原反应，激活前药释放系统。

Responsiveness to bioactive molecules
■ ROS开关：含硫醚键的材料可被H₂O₂氧化为亲水性砜，引发载体解体。
■ ATP驱动：磷酸酯键在毫摩尔级ATP作用下断裂，实现化疗药物阿霉素的靶向释放。

Responsiveness to biomacromolecules
基质金属蛋白酶MMP-2/9可特异性切割甘氨酸-脯氨酸-亮氨酸序列，用于激活纳米颗粒的肿瘤穿透功能。DNA适配体则通过构象变化实现循环肿瘤细胞捕获。

Conclusion
未来需解决材料生物相容性与规模化制备的挑战。通过整合AI预测与高通量筛选，或将诞生第四代智能诊疗系统。