癌症是当今严重威胁着人类的健康和生命的疾病之一。传统的癌症治疗方式包括手术切除、放疗和化疗等。然而,由于肿瘤转移复发率高,传统肿瘤治疗方式毒副作用大,导致肿瘤治疗仍然处于较低水平。为了提高肿瘤治疗效果,许多研究者尝试将化疗、光热治疗（PTT）、光动力治疗（PDT）、免疫治疗等联合的多模态治疗手段用于肿瘤治疗,并取得了一定的效果。然而,把不同的功能性纳米颗粒集中到一个治疗体系上,面临巨大的挑战,诸如复合纳米颗粒不便于化学修饰、合成方法复杂等。原位可注射性水凝胶由于其无创伤性、操作简便、易于包裹纳米颗粒和肿瘤化疗药物、能够填充复杂的缺损组织空腔等优点,在生物医学领域引起了广泛的关注。基因工程多肽是基于基因剪切技术和基因重组技术,通过在DNA分子水平上调控基因序列,利用改造的工程细菌大量合成出的多肽。基因工程多肽具有便于引入特定酶切位点和功能化目的基因片段的特点。由基因工程多肽制备的可注射性基因工程多肽水凝胶,具有结构灵活可控、成分单一、功能多样、生物相容性好等优势。基于此,本论文利用基因工程多肽制备了多种功能化的可注射性水凝胶,并通过体外细胞实验和小鼠在体实验评估了其在肿瘤治疗中的应用,主要研究结果如下:（1）设计并合成了一种基于基因工程多肽PC₁₀A的可注射性PC₁₀A/PTX/DOX纳米水凝胶。利用超声处理把疏水性化疗药物紫杉醇（PTX）装载到PC₁₀A纳米水凝胶的疏水空腔,通过静电吸附作用装载亲水性化疗药物阿霉素（DOX）制备可注射性PC₁₀A/PTX/DOX纳米水凝胶。PC₁₀A/PTX/DOX纳米水凝胶对HeLa细胞的治疗表现出明显的药物协同效果,协同指数达到0.953。体外和体内抗肿瘤治疗实验均表明PC₁₀A/PTX/DOX纳米水凝胶能有效抑制HeLa肿瘤的生长。因此,该设计为同时装载憎水性和亲水性药物提供了一种新的方法。（2）通过将DOX和PC₁₀A逐层吸附到HAuNS纳米颗粒上制备PC₁₀A/DOX/HAuNS纳米颗粒。将PC₁₀A/DOX/HAuNS纳米颗粒“溶解”于PC₁₀A水凝胶中,制备同时具有光热和化疗功效的可注射PC₁₀A/DOX/HAuNS水凝胶。通过DOX从PC₁₀A水凝胶中和HAuNS中释放时间的不同实现化疗药物的顺序释放。活体抗肿瘤实验结果表明,PC₁₀A/DOX/HAuNS水凝胶联合光热治疗与化疗对HepG2肿瘤具有良好的抑制作用。（3）制备了一种基于工程多肽PC₁₀A、硫化银量子点（Ag₂S QD）和化疗药物PTX的PC₁₀A/Ag₂S QD/PTX多功能可注射性水凝胶。实验结果显示,肿瘤内Ag₂S QD光声信号、荧光信号强度的变化与水凝胶的降解和药物释放趋势基本一致。Ag₂S QD在活体肿瘤内荧光成像时间长达30天左右,可以实现对肿瘤内水凝胶的降解进行长时间监测。体外细胞治疗和活体抗肿瘤治疗实验结果均证明PC₁₀A/Ag₂S QD/PTX水凝胶结合化疗和光热疗能够明显增强肿瘤治疗效果。PC₁₀A/Ag₂S QD/PTX水凝胶在结合化疗和热疗的同时,通过光声成像和荧光成像能长时程在体监控水凝胶的降解和药物的释放。（4）设计并制备了一种联合PDT、PTT、化疗和免疫治疗多模式治疗于一体的可注射性PC₁₀A/DOX/MoS₂水凝胶,用于小鼠4T1乳腺癌治疗。其中2D MoS₂能同时作为光热治疗剂和光动力治疗剂。经过PDT、PTT和化疗联合治疗的小鼠,生存比例提高至80%。治疗组小鼠肿瘤和淋巴结中成熟的树突状细胞比例以及血液中免疫因子IL-6和肿瘤坏死TNF-α的分泌水平明显提高;CD4+T细胞和CD8+T细胞数量也显著增多,表明基于2D MoS₂纳米片的光动力治疗和光热治疗可以诱导抗肿瘤免疫应答。因此,PC₁₀A/DOX/MoS₂水凝胶有望用于光动力治疗、光热治疗、化疗和免疫疗法联合治疗4T1乳腺癌肿瘤,为恶性肿瘤的治疗提供新的策略。本论文主要致力于研究多功能可注射水凝胶的制备及其在肿瘤治疗方面的应用。通过在水凝胶中掺杂多种化疗药物和功能性纳米颗粒,联合化疗、光热治疗、光动力治疗和免疫治疗等多种治疗模式,并利用近红外荧光成像、光声成像等生物成像方式监控水凝胶的降解和药物的释放,有望为多模态生物成像监控水凝胶的降解和多模态肿瘤治疗提供新的思路和方法。