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老龄病损组织难以修复再生的原因2024-08-29 08:48:18

其中响应性生物材料(智能生物材料1.0)可以感知特定的内源和外源信号,主动调控特定的生物功能,以与免疫系统和内源性细胞相互作用等方式刺激组织再生;适配性生物材料(智能生物材料2.0)能主动适配病损组织微环境、对机体生物信号做出适时响应.以上智能生物材料均已被广泛研究,且有望进入临床应用,但在全球老龄化进程加速的时代背景下,这些材料还难以解决老龄病损组织中特有的力电耦合丧失加剧、微环境中细胞/炎症因子及离子水平失衡等因素所致组织功能及微环境稳态难以维持的问题.

因此, 能感知生理病理微环境,适时响应和主动调控生物学效应,并能全周期精准匹配病损组织修复进程的“自适应”智能生物材料(智能生物材料3.0)亟待研发.将对不同级别的智能生物材料进行分类讨论,并着重分析老龄病损组织难以修复再生的原因, 最后提出如何结合人工智能、材料基因组学和生物多组学等前沿研究领域, 设计并完善自适应生物材料.
响应性生物材料最早出现于20世纪70年代,科研人员进行了药物时空可控释放的开创性研究.此后智能响应生物材料飞速发展,

多种响应机制被陆续研发,现在可将其分为内源响应性和外源响应性,本节将从这两方面介绍其响应机理及制备方法.对刺激的反应是生命系统中最基本的过程之一,通过模拟这一过程,设计能够精准检测内部环境变化,并执行生物调控功能进而促进组织修复再生的生物材料极为重要.内源性刺激可以被定义为生理病理微环境中的信号或刺激,包括物理,化学和生物刺激等.内源性的物理刺激有温度、机械信号和表面电荷等.具有较低临界溶液温度的聚合物通常在LCST附近发生溶胶凝胶转变,这为具有温度响应性的生物材料提供了发展基础。
 
出自《应对老龄化所致慢病的智能生物材料》作者:袁月辉, 黎谨, 周亚鸣.