模拟细胞外基质是水凝胶培养类器官研究的关键，水凝胶的机械特性、可重塑性、配体呈现、刺激响应性等相互联结，一起组成细胞培养环境，调节细胞信号级联和命运。细胞如何感应外环境，水凝胶的结构支持及生化信号如何对细胞产生影响，对水凝胶模拟细胞外基质至关重要。细胞外环境的机械环境主要包括刚度、基质黏弹性和可降解性等，这些机械特性共同作用于细胞。水凝胶支架结构决定了细胞的形态，其物理结构会对细胞的活动和信号级联造成影响。
 

细胞的机械限制受基质孔径、基质降解性和基质黏塑性的组合支配。如果有足够的黏弹性或黏塑性，细胞可以克服限制，进而实现生长和迁移。水凝胶的分子孔隙度通常在纳米尺度上，可以影响整个基质的营养通量。这与水凝胶膨胀水平和机械性能相关，膨胀水平是聚合物网络亲水性以及相对交联密度的指标，较硬的结构通常表现出较低的膨胀水平。水凝胶的机械性能可以通过物理或化学交联方式进行调控，疏水相互作用、氢键等物理交联方式通常机械强度较差，而共价交联的机械性能较高。细胞通过机械信号转导感知响应外部机械刺激。
 

出自《支持类器官培养的工程化水凝胶研究进展》作者:陈子然，黄容，李鹏宇.