华南理工大学边黎明教授在IF:60.6期刊上发表水凝胶综述

摘要

由于其独特的化学和物理特性，水凝胶在基础和转化生物医学研究中越来越受到关注。尽管具有静态网络的经典水凝胶已经被广泛报道了几十年，但最近越来越多的研究表明，结构动态水凝胶可以更好地模拟软组织中天然细胞外基质 (ECM) 的动力学和功能。这些具有确定成分的合成材料可以概括活组织的关键化学和生物物理特性，为了解细胞感知和重塑周围微环境的机制提供了重要手段。

最近，约翰霍普金斯大学Luo Gu助理教授和华南理工大学边黎明教授团队在影响因子60.622的《Chemical Reviews》期刊上发表题为Structurally Dynamic Hydrogels for Biomedical Applications: Pursuing a Fine Balance between Macroscopic Stability and Microscopic Dynamics（用于生物医学应用的结构动态水凝胶：追求宏观稳定性和微观动力学之间的良好平衡）的综述。该综述从动态水凝胶的总体预期和设计原则开始。然后，重点介绍了动态水凝胶制造策略的最新进展，包括依赖降解和不依赖降解的方法，其次是它们的独特性质和在生物医学应用中的应用，如再生医学、药物输送和 3D 培养。最后，讨论了动态水凝胶开发和应用中的挑战和新趋势。

动态水凝胶的特性和制备方法

降解相关的动态水凝胶

光响应水凝胶

与降解无关的动态水凝胶

动态水凝胶的生物医学应用

类器官

总结

尽管近年来开发了多种形式的不依赖降解的动态水凝胶，但它们在生物医学领域的先进应用需要进一步探索。仅对少数类型的细胞进行了全面的生物学研究，例如 MSC 和肌肉骨骼细胞，而有限的研究探索了使用不依赖降解的动态水凝胶来培养其他类型的细胞，例如 ESC、HSC 和不同类型的细胞。癌细胞。在所有合成动态水凝胶中，MMP 响应凝胶仍然是离体肿瘤模型和类器官培养最广泛使用的支架。此外，鉴于免疫疗法的快速发展和免疫细胞的机械敏感性，动态水凝胶可以成为递送 T 细胞等免疫细胞的非常有价值的支架。显然，需要更多的研究来探索动态水凝胶在理解或改造细胞行为（如发育、肿瘤发生、免疫调节和组织再生）方面的应用。最后，虽然一些研究在体内评估了动态水凝胶，但这里描述的大多数研究都集中在体外分析上。因此，迫切需要进一步解决这些动态水凝胶在体内应用中的复杂性。所有这些具有挑战性的目标只能通过化学家、材料科学家、生物学家、生物医学工程师和临床医生之间密切的多学科合作来实现，这些努力的成功将进一步促进动态水凝胶在不同生物医学领域的广泛应用。

参考文献：

doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00071

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