综述：热凝胶聚合物多尺度分子设计框架：以组织为合成靶标构建下一代合成细胞外基质

《Journal of Materials Chemistry B》：Tissues As a Synthetic Target – A Framework For the Multiscale Molecular Design Of Thermogelling PolymersOpen Access

【字体：大中小】 时间：2026年10月05日 来源：Journal of Materials Chemistry B 6.2

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　　打开图像查看器组织是活的、吸水膨胀的复合聚合物网络，其动态生化组成、层级结构和力学性能共同调控细胞行为

组织是活的、吸水膨胀的复合聚合物网络，其动态生化组成、层级结构和力学性能共同调控细胞行为与生理功能。在生物和生物医学背景下重现这些特性——包括二维和三维细胞培养、组织工程、类器官培养及再生医学——仍然是一个关键挑战，因为当前的合成基质（即人工制造的水凝胶）无法完全再现天然细胞外基质的多尺度组织和自适应特性。大多数水凝胶平台依赖聚合物、交联剂和生物活性基团的“即插即用”组合，以近似单一组织或生物医学场景的生物物理和生化特性。在本综述中，我们力求通过将组织视为合成靶标，并探讨热触发组装的聚合物如何作为下一代合成细胞外基质的模块化构建单元，从而推动基于热凝胶的“即插即用”方法的发展。最终目标是建立一个通用的框架，用以从共同的分子设计语言出发，对组成、结构、力学特性和生物功能进行编程。通过将最低临界溶液温度的热力学原理与分子拓扑结构、相分离、动力学受限和层级组装相联系，我们概述了设计机会，以创造更接近天然细胞外基质纤维状、水合、力学适应性及细胞指导特性的热凝胶聚合物。我们提出，未来的进展需要整合精确的聚合物合成、拓扑结构决定的组装、大分子拥挤效应、高通量配方以及多尺度表征，以建立预测性的结构–组装–性质关系。该框架将热凝胶聚合物定位为不仅是一种可注射或温度响应材料，更是一个可扩展的合成平台，用于从分子编程的构建单元中构建定制化的类组织微环境。