廣東
導讀——
組織修復與再生是臨床醫學的核心難題，智能水凝膠憑借高含水量、優異生物相容性、可降解性與刺激響應特性，成為組織工程領域的研究熱點。
主要內容
近日，哈爾濱醫科大學團隊在BIO Integration發表了題為“Smart Hydrogels Empowering Tissue Repair: Material Design, Emerging Applications, Repair Mechanisms, and Future Challenges”的綜述，全面梳理智能水凝膠的分類、交聯策略、理化與生物學特性，系統闡述其在皮膚、骨/軟骨、神經、內臟四大組織修復場景的應用與機制，并明確現存瓶頸與未來方向，為智能水凝膠的臨床轉化提供了權威參考。
研究亮點
臨床組織修復需求推動智能水凝膠成為前沿研究方向。
智能水凝膠按刺激響應分類，獨特的理化性質使其動態適配修復微環境。
多機制協同，在皮膚、骨軟骨、神經、內臟修復中展現高效修復能力。
系統梳理研究進展，為突破瓶頸、指導臨床應用提供支撐。
核心內容
一、智能水凝膠材料設計
按來源：天然水凝膠（膠原、透明質酸、殼聚糖、明膠等），生物相容性優、可降解；合成水凝膠（PEG、PVA、PAM等），力學與穩定性強。
按交聯方式：物理交聯（氫鍵、靜電作用等，可逆）；化學交聯（共價鍵，結構更穩定、力學可控）。
按刺激響應：溫度響應、pH響應、光響應、磁響應，實現環境自適應與藥物控釋。
二、多組織修復應用與核心機制
1.皮膚組織修復
覆蓋燒傷、慢性糖尿病創面、急性損傷、無瘢痕修復。核心機制：抗菌、抗氧化、抗炎、免疫調控、促血管生成，抑制纖維化，實現快速愈合與無瘢痕修復。
2.骨/軟骨組織修復
用于不規則骨缺損、糖尿病骨缺損、骨質疏松、骨關節炎、骨肉瘤術后修復。核心機制：成骨誘導、骨傳導、促血管再生、抗炎與免疫調控，解決力學不足與降解再生不匹配問題。
3.神經組織修復
應用于中樞神經損傷、神經退行性疾病、外周神經損傷。核心機制：抑制膠質瘢痕、抗炎、提供神經再生微環境、遞送神經營養因子，促進軸突再生與功能恢復。
4.內臟組織修復
聚焦肝臟、腎臟、心臟等器官修復。核心機制：快速止血、抗菌、調控病理微環境、抗氧化、抗鐵死亡、促進器官結構與功能重建。
三、現存關鍵瓶頸
1.降解-再生速率不匹配：降解與組織愈合不同步，影響支架功能與修復穩定性。
2.力學性能不足：天然水凝膠強度偏低，難以滿足承重/摩擦組織需求。
3.功能單一：傳統水凝膠多為載體，難以同時滿足黏附、控釋、抗炎、促再生等復合需求。
4.規模化制備困難：工藝復雜、批次差異大、成本高，阻礙臨床量產。
5.設計效率低：依賴試錯實驗，缺乏數據驅動的高效篩選體系。
四、未來方向
1.材料改性與多功能整合，優化降解與力學適配性。
2.AI輔助材料設計，提升篩選與開發效率。
3.醫工交叉融合，推進個性化、臨床可轉化體系。
4.建立標準化質控、低溫滅菌、低成本規模化生產體系。
總結
智能水凝膠以優異的仿生特性與刺激響應能力，在多組織修復中展現巨大潛力。本綜述為其從基礎研究走向臨床應用提供系統框架，未來通過多學科協同與技術創新，有望成為組織再生與精準醫療的核心載體。
作者簡介：
張婷 博士
張婷，哈爾濱醫科大學藥學院講師，優秀人才 B 計劃入選者，藥學博士后。兼任多家學術期刊青年編委與審稿人。主持省部級等各級科研項目 7 項，參與國家自然科學基金面上項目3項。以第一作者或通訊作者（含共同）發表 SCI 論文 15 篇（累計發表 35 篇），單篇最高影響因子 20.3，申請發明專利 7 項。主要從事新型生物材料構建及慢性病診療應用研究。
引用方式：
Gong YM, Sun BW, Xiao XY et al. Smart Hydrogels Empowering Tissue Repair: Material Design, Emerging Applications,Repair Mechanisms, and Future Challenges. BIO Integration. 2026. Vol. 7(1);1-26. DOI: 10.15212/bioi-2026-0004
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