综述:软骨损伤和骨软骨缺损修复中的高粘度水凝胶:机制、设计策略与临床转化 可供购买
《Biomaterials Science》:High-viscosity hydrogels in cartilage injury and osteochondral defect repair: mechanisms, design strategies, and clinical translationAvailable to Purchase
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时间:2026年09月13日
来源:Biomaterials Science 6.1
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高黏度水凝胶通过整合黏聚、可重构网络与动态力学、细胞响应、免疫调控及细胞外基质重塑,实现自适应软骨修复与协调的骨软骨再生。
软骨损伤和骨软骨缺陷仍是重大的临床挑战,原因在于软骨固有的再生能力有限,且现有治疗方法无法修复持久的透明软骨组织。传统水凝胶常因机械稳定性不足、界面整
高黏度水凝胶通过整合黏聚、可重构网络与动态力学、细胞响应、免疫调控及细胞外基质重塑,实现自适应软骨修复与协调的骨软骨再生。软骨损伤和骨软骨缺陷仍是重大的临床挑战,原因在于软骨固有的再生能力有限,且现有治疗方法无法修复持久的透明软骨组织。传统水凝胶常因机械稳定性不足、界面整合差以及生物响应性有限而在关节载荷下失效。在本综述中,高黏度水凝胶被纳入一个基于性能的框架,该框架整合了部署后的黏聚力和结构保持、黏弹性能量耗散以及可逆网络重构,从而同时提供机械支撑和生物调控功能。通过多水平设计策略,包括双网络结构、可逆交联、纳米复合增强和刺激响应模块,高黏度水凝胶建立了高度黏聚但可重构的基质,能够耗散应力、自适应和持续释放生物活性因子。除结构功能外,高黏度水凝胶还通过调节基质刚度、应力松弛、免疫反应和干细胞命运,主动调控机械生物学信号传导,从而促进软骨细胞分化、抑制肥大,并促进细胞外基质沉积。近期在梯度和高黏度水凝胶双相系统中的进展进一步实现了软骨和软骨下骨的协调再生,通过空间可控的机械和生物化学信号支持功能性骨软骨整合。3D/4D打印、人工智能辅助材料优化和类器官验证等新兴技术正在加速个性化和自适应再生平台的开发。尽管在长期机械耐久性、降解与再生匹配以及临床标准化方面仍存在挑战,但高黏度水凝胶代表了一种有前景的范式,该范式整合了动态网络工程、机械生物学调控、骨软骨重建和转化适应性。本综述总结了高黏度水凝胶设计与应用的最新进展,突出了其通过智能、仿生和临床可转化的材料系统重塑未来软骨和骨软骨再生策略的潜力。
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