综述：自修复水凝胶在生物医学工程中的制备与应用现状及未来发展

（编辑推荐）本综述系统梳理了自修复水凝胶（Self-healing hydrogel）在慢性伤口治疗中的突破性进展，重点解析其三维网络结构、动态键合机制（动态共价键/非共价键）及多功能集成（抗菌、抗炎、促血管生成），为开发生物相容性（Biocompatibility）与机械稳定性兼备的新型敷料提供理论支撑。

　　

Abstract
自修复水凝胶作为一种新型生物材料，凭借独特的三维网络结构可吸收大量伤口组织液，其优异的生物相容性（Biocompatibility）和生物降解性（Biodegradability）使其成为理想伤口敷料。无需外界干预的自修复能力不仅延长材料寿命，更凸显其医学应用潜力。本文聚焦自修复水凝胶的结构设计、分类体系、性能优化及医疗应用的最新研究进展。

Introduction
皮肤损伤引发的慢性伤口（如糖尿病足溃疡）因复杂发病机制和高感染风险，传统敷料（棉纱等）存在干燥、粘附性差等缺陷。自修复水凝胶通过多孔结构维持伤口湿润环境，其负载功能分子（如Phellinus igniarius多糖）可实现抗菌、清除活性氧（ROS scavenging）等协同治疗。Wang团队开发的多功能水凝胶更兼具促血管生成（Pro-angiogenic）特性，Fu团队则实现2800%拉伸率和0.3秒超快自修复（Electric healing）。

The classification of self-healing hydrogels
按原料来源分为三类：

1. 天然水凝胶：以胶原（Collagen）、壳聚糖（Chitosan）等为主，虽具生物相容性但机械强度低；
2. 合成水凝胶：如聚乙二醇（PEG）基材料，结构可控但生物活性不足；
3. 复合水凝胶：结合天然/合成材料优势，如明胶-聚丙烯酰胺（Gelatin-PAAm）体系，通过动态亚胺键实现自修复。

Preparation of self-healing hydrogel
关键制备策略包括：

• 物理交联法：氢键、疏水作用构建可逆网络；
• 化学交联法：动态二硫键（Disulfide）、硼酸酯键（Boronic ester）赋予材料自愈性；
• 光引发聚合：紫外光固化实现空间精确控制，适用于载药敷料制备。

Properties of self-healing hydrogels
核心性能指标：

• 吸水率：孔隙率>90%可吸收20倍自重液体；
• 机械强度：弹性模量（Elastic modulus）需匹配人体软组织（1-100 kPa）；
• 自愈效率：动态键重组实现>95%性能恢复；
• 抗菌性：整合银纳米粒子（AgNPs）或抗生素实现广谱抑菌。

Application
在糖尿病伤口治疗中，负载胰岛素（Insulin）的水凝胶可缓释药物并促进上皮再生；作为神经导管材料时，导电水凝胶（含聚苯胺/PANI）能传递电信号加速轴突生长。

Summary and prospect
未来需突破材料长期稳定性与大规模生产的矛盾，探索4D打印（4D printing）等智能制备技术。通过机器学习（Machine learning）优化动态键组合，有望实现按需定制的"下一代智能敷料"。