2022年，全球组织工程市场的价值约为148.3亿美元，显示出巨大的增长潜力。据预测，从2023年至2030年，其复合年增长率将达到14.28%。在此背景下，可降解生物医用弹性体，凭借其可控的生物降解性、优异的生物相容性、量身定制的弹性、良好的网络设计和加工性能，已成为组织工程中不可或缺的材料。在生物医学研究领域，开发既可生物降解、具有生物相容性，又能模拟目标组织机械行为的新型生物材料，对于实现有效的组织修复至关重要。可降解生物弹性体的一个显著特点是其能在酶解环境、含氧环境和水环境中逐渐降解成生物相容的代谢物，同时具备可调的物理和机械特性。因此，它在生物医学领域有着广泛的应用，从植入物、给药系统到组织工程支架，其应用范围极为广泛，引起了极大的研究兴趣。特别是随着尖端制造技术的发展，适用于骨骼肌、气管、骨等特殊结构的组织修复可降解弹性体不断展现出其应用潜力。

Figure 1. Illustration of oxidative, hydrolytic and enzymatic degradation of implanted elastomers.

Figure 2. Degradation patterns of DBE and the main evaluation strategies.

Figure 3. (a) Synthesis and Characterization of POC-GP polymers. All rights reserved. (b) Schematic diagram of POMAC structural formula scaffold manufacturing.

Figure 4. (a) Chemical structures showing controlled variation of the number (0 to 7) of ethylene glycol (EG) units in the polythioketal (PTK) diol backbone. (b) Synthesis of dopamine-incorporated polyester prepolymer (CA-PCL-DA0.3 prepolymer) and dopamine-incorporated dual bioactive electroactive polyurethane elastomer (CA-PCL-DA-g-AH elastomer).

Figure 5. (a) Synthesis of biodegradable poly(ε-caprolactone-co-d, l-lactide) urethane tissue engineering scaffolds. (b) The design and fabrication of microneedle array. (c) Schematic illustration of 4D biodegrading elastomer durably recruits regenerative macrophages to promote regeneration of craniofacial bone. (d) Fabrication of cylindrical gyroid scaffolds based on elastomer.

Figure 6. (a) Demonstration of the fabrication and repair results of the PGS-Gr cardiac patch. (b) Characterization of PGS-AT cardiac repair micropatterned elastomers and their calcium transient monitoring results.

综述目录：

1. Introduction-引言

2. Degradation mechanism of DBE- DBE 的降解机制

2.1 Degradation of elastomer-弹性体降解

2.1.1 Hydrolysis of elastomers-水解

2.1.2 Oxidative degradation-氧化降解

2.1.3 Enzymatic degradation-酶降解

2.2 Evaluation of degradation capacity-降解能力评估

2.2.1 In vivo degradation-体内降解

2.2.2 Laboratory-based degradation studies (In vitro degradation)-体外降解

3. Synthesis and properties of DBE for tissue repair-用于组织修复的 DBE 的合成与特性

3.1 Chemically crosslinked elastomers-化学交联弹性体

3.2 Physically crosslinked elastomers-物理交联弹性体

3.3 Physical-chemical hybrid crosslinked elastomers-混合交联弹性体

3.4 Liquid crystal elastomers (LCE)-液晶弹性体

4. Structures and processing advantages of elastomers for tissue repair

用于组织修复的弹性体的结构和加工优势

4.1 Solvent casting-溶剂浇铸

4.2 Extrusion and compression molding-挤出和压缩成型

4.3 Molding and surface construction-模塑和表面构筑

4.4 Electrostatic spinning-静电纺丝

4.5 Computer-aided rapid prototyping-计算机辅助快速成型

4.5.1 3D printing-3D打印

4.5.2 4D Printing-4D打印

4.6 Freeze-Drying-冷冻干燥

5. Application of DBE for tissue repair-应用 DBE 进行组织修复

5.1 DBE for tendon repair-用于肌腱修复的 DBE

5.2 DBE for nerve repair-用于神经修复的 DBE

5.3 DBE for skin repair-用于皮肤修复的 DBE

5.4 DBE for vascular repair用于血管修复的 DBE

5.5 DBE for dental repair-用于牙周修复的DBE

5.6 DBE for trachea repair-用于气管修复的 DBE

5.7 DBE for bone repair-用于骨修复的 DBE

5.8 DBE for cardiac repair-用于心脏修复的 DBE

5.9 DBE for skeletal repair-用于骨骼肌修复的 DBE

5.10 DBE for spine repair-用于脊柱修复的 DBE

6. Concluding remarks and future perspectives-结束语和未来展望

论文信息：

Degradable Biomedical Elastomers: Paving the Future of Tissue Repair and Regenerative Medicine

Ben Jia, Heyuan Huang*（黄河源）, Zhicheng Dong, Xiaoyang Ren, Yanyan Lu, Wenzhi Wang, Shaowen Zhou, Xin Zhao*（赵鑫） and Baolin Guo*（郭保林）

Chem. Soc. Rev., 2024

https://doi.org/10.1039/d3cs00923h

作者简介

贾犇 博士

西北工业大学

本文的第一作者，贾犇，于2022年获得中国石油大学硕士学位。目前，他在西北工业大学攻读博士学位，师从黄河源博士和赵鑫博士。贾犇的研究兴趣主要集中在生物医学聚合物和水凝胶伤口敷料上。他目前的研究课题是3D打印水凝胶修复材料。已在Chemical Engineering Journal、Materials Today Bio、Composite Structures等国际著名期刊上合计发表SCI论文8篇，其中两篇论文入选2023年ESI高被引论文。

黄河源 副研究员

西北工业大学

航空学院副研究员，西北工业大学翱翔新星，西安市“航空器先进结构设计及工程应用重点实验室”副主任。入选“2019 年陕西省高校科协青年人才托举计划”、获评2020 年陕西省青年科技新星称号、2022 年陕西省科技进步奖二等奖，2022 年陕西高等学校科学技术研究优秀成果二等奖，2022 年中国复合材料学会优秀科技成果二等奖，2022国家教学成果一等奖等。目前承担国家自然科学基金重点项目子课题、航空基金、博士后面上基金等相关课题30余项。已在Advanced Materials、Composites Science and Technology、Nano Research、Chemical Engineering Journal、Composite Structure等期刊发表论文30余篇，以第一完成人申请专利17项、软件著作权4项。

赵鑫 副教授

西安交通大学

西安交通大学副教授，入选全球前2％顶尖科学家榜单（World’s Top 2% Scientists），陕西省高校科协青年人才托举计划获得者（2020年），于2018年毕业于西安交通大学前沿科学技术研究院，获得材料科学与工程博士学位，主要从事生物医用高分子材料研究，如多功能可降解水凝胶和冷冻凝胶、可降解导电高分子材料、可降解多孔高分子支架的制备及物质控释体系的研究等，及其对软组织修复与再生研究，在Advanced Materials、Nature Communications、Chemical Society Reviews、Advanced Functional Materials、ACS Nano、Biomaterials、Nano Research、Chemistry of Materials、Small等国际著名期刊上发表SCI论文50篇，ESI高被引论文20篇，共被引用11000余次、H指数31（数据来源于谷歌学术)。授权/申请发明专利12项，目前主持省部级科研项目9项，包括国家自然科学基金委面上项目1项、青年项目1项，陕西省重点研发计划一般项目1项，陕西省自然科学基金青年项目1项，陕西省高校科协青年人才托举计划项目1项，中国博士后基金项目3项，及中央高校基本科研业务费1项。

郭保林 教授

西安交通大学

西安交通大学教授，国家级青年人才计划入选者，陕西省杰出青年基金获得者，爱思唯尔中国高被引学者，西安交通大学青年拔尖计划人才A类入选者。2011年从瑞典皇家理工学院（KTH）获得高分子材料学博士学位，具体研究方向包括可降解导电高分子材料、多功能水凝胶、组织工程支架与再生医学、药物控制释放体系、皮肤敷料、止血材料、可穿戴器件等。以第一/通讯作者在Nature Reviews Chemistry、Nature Protocols、Nature Communications、Chemical Society Reviews、 Progress in Polymer Science、National Science Review、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、ACS Nano、Nano Today、Biomaterials等国际期刊发表论文140余篇，其中影响因子大于10的论文70余篇，ESI高被引论文40余篇, 单篇最高引用1300余次，SCI引用23000余次，H指数75。授权/申请发明专利12项，目前主持/完成省部级科研项目10项，包括国家重点研发计划课题1项和国家自然科学基金委项目4项。获陕西省高等学校科学研究优秀成果奖一等奖（第一完成人）和美国化学会Chemistry of Materials Lectureship Award.