Bioactive Materials│我院易兵成和周祺惠与合作者总结水凝胶纤维用于原位软组织修复/再生的进展

我院副研究员易兵成和研究员周祺惠在材料学与再生医学领域著名期刊《Bioactive Materials》上发表了题为“仿生水凝胶纤维用于原位软组织修复与再生（Biomimetic hydrogel micro-/nanofibers for in situ soft tissue repair and regeneration）”‍的综述论文。

该综述全面梳理了仿生水凝胶纤维在软组织原位修复与再生中的最新进展。首先介绍了水凝胶纤维的仿生特性，涵盖其概念框架、发展历程及其对细胞响应与组织修复的影响机制。随后，系统总结了当前水凝胶纤维的制备策略，着重探讨适宜生物原材料的选择以及制备工艺技术的发展进程。文章进一步结合水凝胶纤维优异的力学顺应性与结构仿生特点，详细评述了其在神经、皮肤、心血管和骨骼肌等特定软组织原位修复与再生中的应用现状，并对该领域未来的研究方向进行了展望。

文中指出，水凝胶纤维植入体内后，可作为仿生基质引导宿主细胞行为。细胞通过识别纤维表面生化信号与物理线索（如拓扑结构、硬度、收缩性及维度），启动相关信号通路，进而调控细胞迁移、增殖与分化等过程。研究证实，水凝胶纤维的超细结构、高含水率与粘弹性能协同促进细胞黏附与生长、巨噬细胞浸润及血管生成，并提升营养物质渗透能力，增强细胞自我更新（图1）。这些特性体现了水凝胶与微纳纤维结合所带来的独特仿生优势。

图1.水凝胶纤维促进组织修复的优势：（A）细胞-基质相互作用机制；（B）水凝胶纤维对细胞功能的调控作用

文章同时总结水凝胶纤维制备成功的关键要素。水凝胶成型方面，物理交联型水凝胶可通过静电作用、氢键、离子相互作用及疏水作用等维持结构稳定。几乎所有水溶性或亲水性聚合物均具备形成水凝胶的潜力；但要实现纤维成型过程，聚合物材料的选择尤为关键。理想的原料应在适当溶剂中具有良好的溶解性与分子缠结能力，同时具备足够的亲水基团或交联位点，以实现稳定的纤维成形与水凝胶网络构建（图2）。

图2.水凝胶纤维制备的双重关键：充足交联位点与有效分子缠结

在组织（如皮肤）修复方面，水凝胶纤维展现出显著的应用潜力，其高水合能力、适宜弹性、刺激响应性、高比表面积以及可编织加工的特性，为创面愈合提供了理想基质。相较于刚性支架，柔软的水凝胶纤维更利于细胞迁移，可促进细胞表面配体密度提升，进而激活相关黏附信号通路，推动修复进程。此外，水凝胶纤维还可作为功能性载体，实现治疗分子（如抗感染药物、促愈合因子等）的局部递送，从而加速愈合、抑制疤痕。

本论文以康复大学为第一完成单位，研究获得山东省自然科学基金、山东省泰山青年学者计划以及国家自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2025.09.035