问：什么是水凝胶材料及其复合材料？2025-07-28 09:00:03
答：水凝胶是一种亲水性的网络结构材料。由于链间交联的存在，水凝胶能够在液体环境下吸收较多的水分并在一段时间内保持结构稳定，因其高含水特性与细胞外基质相似，有望实现机体组织在材料内原位成型，使其成为4D打印的理想材料。此外，另有水凝胶材料能够响应外界刺激，通过控制水凝胶内部的交联梯度，发挥动态细胞负载功能，形成类似天然骨组织排列的骨样组织。在近期的研究中，通过利用海藻酸钠高溶胀性和形状折叠效应的特点，Lv等通过采用甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的海藻酸钠作为水凝胶成分，通过紫外光引发梯度交联，形成了上密下疏的交联密度分布结构，使得下层水凝胶能够具有更大的弯曲率，在与Ca2+离子交联时发生弯曲，使得水凝胶更加匹配天然骨组织的形态。但是，单一的水凝胶成分存在机械性能不足、降解速率过快、生物活性差等缺点。为解决这些难题，学者们采用策略：将水凝胶与机械性能优良的SMPs相结合，通过水凝胶的动态效果与SMPs优良的机械性能实现效果互补；或通过引入成骨活性肽、基因载体等方法，增强水凝胶的生物活性；或结合生物制造技术，构建仿生梯度结构，优化孔隙分布，有利于 BMSCs 黏附与增殖，还可以在水凝胶溶胀后内部产生多孔腔隙，为血管长入提供有利条件，最终加速新骨的生成。
出自《4D打印技术在骨组织工程中的研究进展》 作者:王培煜，石雅茹，孙一帆。
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