在再生医学与组织工程的前沿界限，科学家们一直在寻找简略模拟东说念主体组织环境、支握细胞滋长并最终构建健康组织的理念念材料。明胶水凝胶（以甲基丙烯酸化明胶，即GelMA为代表）因其优异的生物相容性、可降解性以及自然促进细胞黏附的特质而备受喜欢。关联词，跟着利用需求约束擢升，传统GelMA在力学性能上的“短板”愈发突显：尽管在现实室要求下“养细胞”驾轻就熟，但在高负载压力或对结构精度要求严苛的利用场景（如复杂组织构建和高精度3D生物打印）中却显给力不从心，如同体质枯瘦的选手难以胜任“分量级”赛事。这一约束不仅贬抑了明胶水凝胶在构建复杂生物结构时的结识性和可靠性，也扼制了其从现实室向临床与产业利用的激动。
近日，上海交通大学生物医学工程学院林秋宁商讨员、鲍丙坤助理阐述团队与附属第一东说念主民病院廖赟阐述团队息争，在前期发展的“光触发瞬态解放基-结识解放基偶联（PTPC）”响应机制的基础上（Nat. Mater. 2023, 22, 1253, doi.org/10.1038/s41563-023-01648-4），通过长远的结构谋划与优化，约束败坏明胶水凝胶的力学性能，开展了一系列商讨责任：最初，团队推动明胶分子自愿造成相区分结构，并通过设立相间概括贯穿，纠正了正本“柔弱”的GelMA水凝胶，取得了升级版的h-GelMA水凝胶（Adv. Mater. 2025, 37, 2416432, doi.org/10.1002/adma.202416432）；随后，通过引入一丝可降解的透明质酸，进一步优化相区分微不雅结构，使明胶水凝胶的强度擢升至10 MPa（Adv. Mater. 2025, 2501051, doi.org/10.1002/adma.202501051）。
中枢败坏：相区分微不雅结构铸就强韧特质
不同于依靠解放基团员造成单一网罗结构的传统GelMA水凝胶，商讨团队接纳PTPC响应政策，让明胶分子在光照要求下马上产生漫步的明胶硬质微区。这些硬质微区通过化学键合紧紧镶嵌周围的明胶基质中，从而构筑出相区分、且相间概括贯穿的内在结构。这种结构谋划使得h-GelMA水凝胶的拉伸强度和韧性较老例GelMA水凝胶提高了2-3倍以上。值得一提的是，与现在主流措施（如构建复合材料或进行盐析经管）不同，该政策无需引入任何其他身分，使得水凝胶可100%保留明胶分子的自然特质，既强化了性能又不损害生物学上风。
图1 h-GelMA水凝胶和GelMA水凝胶在微不雅结构和力学性能上的对比
保握明胶固有的生物学特质：降解性、细胞黏附、生物安全兼得
在杀青力学性能大幅擢升的同期，h-GelMA水凝胶还是保留了明胶材料中枢的生物学上风。商讨标明，h-GelMA水凝胶在降解性方面与传统GelMA水凝胶无权臣相反。在胶原酶溶液环境下，h-GelMA水凝胶简略皆备降解，且降解速率和特质与传统GelMA水凝胶保握一致。此外，无论是将细胞包埋于水凝胶里面，AG百家乐怎么玩才能赢照旧让细胞黏附于其名义，h-GelMA水凝胶均能提供理念念的生计环境，保险细胞的高存活率与日常滋长活动。在将h-GelMA水凝胶植入大鼠皮下后，其生物安全性与组织相容性发扬与传统GelMA水凝胶一致。这意味着升级后的水凝胶依旧是一个相宜细胞生计与组织再生的理念念载体。
加快3D生物打印与再生医学进度
不同于依靠解放基团员造成单一网罗结构的传统GelMA水凝胶，商讨团队接纳PTPC响应政策，让明胶分子在光照要求下马上产生漫步的明胶硬质微区。这些硬质微区通过化学键合紧紧镶嵌周围的明胶基质中，从而构筑出相区分、且相间概括贯穿的内在结构。这种结构谋划使得h-GelMA水凝胶的拉伸强度和韧性较老例GelMA水凝胶提高了2-3倍以上。值得一提的是，与现在主流措施（如构建复合材料或进行盐析经管）不同，该政策无需引入任何其他身分，使得水凝胶可100%保留明胶分子的自然特质，既强化了性能又不损害生物学上风。
图2 h-GelMA水凝胶兼并DLP打印时代在组织器官构建中的利用出路
结构优化：明胶水凝胶力学性能再败坏
在此基础上，商讨团队选用透明质酸四肢分相结构中的硬相，造成访佛纳米复合材料的微不雅结构，并借助纳米增强效应擢升明胶水凝胶的力学性能。这一采选基于透明质酸出色的生物相容性和皆备可生物降解性。团队将邻硝基苄醇改性的明胶（GelNB）、一丝甲基丙烯酸化透明质酸和光激发剂搀杂制备成前体溶液，在395 nm光映照下制备明胶水凝胶（GelNB凝胶）。通过原子力显微镜和电子显微镜等表征技能，阐述了透明质酸团员后造成的高密度颗粒。当其含量为3.6%时，GelNB水凝胶的拉伸强度达到10 MPa，展现了惊东说念主的力学性能。
图3 GelNB明胶水凝胶的微不雅结构和力学性能
支架构筑：明胶水凝胶也能“撑”起来
GelNB水凝胶的出色力学性能发扬与快速制备，不错与DLP 3D打印等先进制造时代高度适配，构建定制化结构的相沿性支架。该水凝胶支架具有优异的细胞粘附智商，支握细胞迁徙，促进组织训诫。同期，其在阐述功能后可皆备降解，从而为重生组织腾出身漫空间。此外，其出色的组织适合性简略灵验侧目对组织的力学刺激和机械毁伤。典型地，兼并药物负载温顺释，GelNB水凝胶简略促进骨再生，权臣裁汰骨训诫所需的时刻，在相沿性利用场景下展现了强大利用情状。
图4 GelNB明胶水凝胶构建定制化结构的相沿性支架
上海交通大学生物医学工程学院林秋宁永久奋勉于生物医用材料的基础及利用商讨ag百家乐贴吧，提议了基于光化学偶联响应构建水凝胶的新措施，以及近红外光约束药物开释的新政策。鲍丙坤主要商讨水凝胶材料的谋划与3D打印制备，探索其在可衣着斥地、东说念主工组织与器官等前沿生物医学界限的利用。