广东
导读——
组织修复与再生是临床医学的核心难题，智能水凝胶凭借高含水量、优异生物相容性、可降解性与刺激响应特性，成为组织工程领域的研究热点。
主要内容
近日，哈尔滨医科大学团队在BIO Integration发表了题为“Smart Hydrogels Empowering Tissue Repair: Material Design, Emerging Applications, Repair Mechanisms, and Future Challenges”的综述，全面梳理智能水凝胶的分类、交联策略、理化与生物学特性，系统阐述其在皮肤、骨/软骨、神经、内脏四大组织修复场景的应用与机制，并明确现存瓶颈与未来方向，为智能水凝胶的临床转化提供了权威参考。
研究亮点
临床组织修复需求推动智能水凝胶成为前沿研究方向。
智能水凝胶按刺激响应分类，独特的理化性质使其动态适配修复微环境。
多机制协同，在皮肤、骨软骨、神经、内脏修复中展现高效修复能力。
系统梳理研究进展，为突破瓶颈、指导临床应用提供支撑。
核心内容
一、智能水凝胶材料设计
按来源：天然水凝胶（胶原、透明质酸、壳聚糖、明胶等），生物相容性优、可降解；合成水凝胶（PEG、PVA、PAM等），力学与稳定性强。
按交联方式：物理交联（氢键、静电作用等，可逆）；化学交联（共价键，结构更稳定、力学可控）。
按刺激响应：温度响应、pH响应、光响应、磁响应，实现环境自适应与药物控释。
二、多组织修复应用与核心机制
1.皮肤组织修复
覆盖烧伤、慢性糖尿病创面、急性损伤、无瘢痕修复。核心机制：抗菌、抗氧化、抗炎、免疫调控、促血管生成，抑制纤维化，实现快速愈合与无瘢痕修复。
2.骨/软骨组织修复
用于不规则骨缺损、糖尿病骨缺损、骨质疏松、骨关节炎、骨肉瘤术后修复。核心机制：成骨诱导、骨传导、促血管再生、抗炎与免疫调控，解决力学不足与降解再生不匹配问题。
3.神经组织修复
应用于中枢神经损伤、神经退行性疾病、外周神经损伤。核心机制：抑制胶质瘢痕、抗炎、提供神经再生微环境、递送神经营养因子，促进轴突再生与功能恢复。
4.内脏组织修复
聚焦肝脏、肾脏、心脏等器官修复。核心机制：快速止血、抗菌、调控病理微环境、抗氧化、抗铁死亡、促进器官结构与功能重建。
三、现存关键瓶颈
1.降解-再生速率不匹配：降解与组织愈合不同步，影响支架功能与修复稳定性。
2.力学性能不足：天然水凝胶强度偏低，难以满足承重/摩擦组织需求。
3.功能单一：传统水凝胶多为载体，难以同时满足黏附、控释、抗炎、促再生等复合需求。
4.规模化制备困难：工艺复杂、批次差异大、成本高，阻碍临床量产。
5.设计效率低：依赖试错实验，缺乏数据驱动的高效筛选体系。
四、未来方向
1.材料改性与多功能整合，优化降解与力学适配性。
2.AI辅助材料设计，提升筛选与开发效率。
3.医工交叉融合，推进个性化、临床可转化体系。
4.建立标准化质控、低温灭菌、低成本规模化生产体系。
总结
智能水凝胶以优异的仿生特性与刺激响应能力，在多组织修复中展现巨大潜力。本综述为其从基础研究走向临床应用提供系统框架，未来通过多学科协同与技术创新，有望成为组织再生与精准医疗的核心载体。
作者简介：
张婷 博士
张婷，哈尔滨医科大学药学院讲师，优秀人才 B 计划入选者，药学博士后。兼任多家学术期刊青年编委与审稿人。主持省部级等各级科研项目 7 项，参与国家自然科学基金面上项目3项。以第一作者或通讯作者（含共同）发表 SCI 论文 15 篇（累计发表 35 篇），单篇最高影响因子 20.3，申请发明专利 7 项。主要从事新型生物材料构建及慢性病诊疗应用研究。
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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