近日，西北工业大学黄河源团队联合西安交通大学赵鑫团队，围绕多功能高强度粘附水凝胶（MHA水凝胶）在伤口敷料中的研究进展进行了系统总结。相关综述以“Multifunctional high-strength adhesive hydrogels in wound dressings”为题发表于材料科学领域顶级期刊《Materials Science and Engineering: R: Reports》。不同于以往单独讨论水凝胶力学增强、组织粘附或生物功能化的研究视角，该综述从复杂创面的实际治疗需求出发，构建了力学网络构筑-粘附调控-生物多功能集成-复杂创面适配的递进式设计框架，系统梳理了不同结构与化学策略之间的协同关系及潜在性能权衡，并进一步讨论了人工智能辅助材料设计、评价标准以及临床转化等关键问题。

图1多功能高强度粘附水凝胶敷料的设计框架

  文章首先梳理了水凝胶伤口敷料的发展脉络。早期水凝胶主要承担保湿、覆盖和隔离等被动防护功能，而随着复杂创面对材料性能提出更高要求，水凝胶逐渐由单纯的柔性屏障向具有高力学性能的功能材料发展。在此基础上，稳定的组织粘附进一步被引入，以减少动态运动及伤口渗出环境下敷料的移位和脱落等。当前的研究前沿则是在高强度+高粘附这一物理基础上进一步整合抗菌、抗炎、止血、抗氧化、促血管生成及药物递送等生物功能，使水凝胶由被动覆盖材料逐步演变为能够主动调控创面微环境的治疗平台（图1）。

图2 多功能高强度粘附水凝胶中力学性能增强策略及能量耗散机制

  在可靠的力学网络基础上，组织粘附决定了水凝胶能否在复杂生理环境中形成稳定的创面修复界面。文章进一步总结了共价键、氢键、静电相互作用、金属配位、疏水作用、主客体相互作用以及拓扑缠结等多尺度粘附机制，并强调粘附性能不能脱离水凝胶自身的内聚强度单独评价。过度提高界面粘附可能导致材料本体发生撕裂，而过高的交联密度又可能限制聚合物链在界面的迁移和结合。因此，如何实现内聚-粘附平衡，并兼顾湿态稳定性、动态运动适应性以及最终的无创去除，是高性能伤口粘附水凝胶设计中的关键问题。

  随后，文章进一步将材料结构设计与不同复杂创面的病理需求相联系。急性创面更加关注快速止血与稳定封闭；糖尿病创面通常伴随持续炎症、氧化应激和血管生成障碍；感染创面需要应对耐药菌及生物膜；烧伤、口腔黏膜创面和放射性损伤则分别对大面积覆盖、湿态粘附、形状适配及长期抗氧化能力提出不同要求。因此，MHA水凝胶的“多功能”并非功能数量的简单叠加，而应根据具体创面中的主要病理障碍，对抗菌、抗炎、止血、抗氧化、促血管生成及药物递送等功能进行有针对性的组合设计。只有将材料结构、界面行为与创面病理需求真正对应起来，才能由“多功能材料”进一步走向“面向临床需求的功能协同设计”。

  值得注意的是，随着水凝胶组成、网络拓扑和功能组分日趋复杂，传统依赖经验和反复试验的材料研发方式正在面临效率瓶颈。文章因此进一步讨论了人工智能和机器学习在MHA水凝胶设计中的潜力。通过建立聚合物组成、网络结构、制备参数及测试条件等标准化数据描述体系，并结合多目标优化与物理信息驱动模型，有望从传统的单性能优化转向同时考虑力学强度、粘附、溶胀、生物相容性和可制造性的多目标协同设计，为复杂水凝胶体系由“经验驱动”向“数据驱动”的材料设计提供新的路径。

  最后，文章针对当前MHA水凝胶从实验室研究走向实际应用仍面临的关键瓶颈，提出了六个值得重点关注的发展方向，包括：绿色合成与先进生物制造、多尺度性能协同设计、人工智能辅助设计、临床转化、结构-功能内在一体化以及可持续生命周期与可编程降解 （图3）。

图3 多功能高强度粘附水凝胶敷料面临的挑战及未来发展方向

  总体而言，多功能高强度粘附水凝胶的发展正在推动伤口敷料从传统的被动覆盖向兼具力学支撑、稳定粘附和主动治疗能力的综合治疗平台转变。未来，通过材料科学、力学、生物医学、人工智能和临床医学等多学科进一步交叉，有望实现更加精准、智能且可转化的下一代复杂创面治疗材料。

  本论文第一作者为西北工业大学2025级博士研究生杨宇，通讯作者为西北工业大学黄河源老师以及西安交通大学赵鑫老师，本工作得到了国家自然科学基金、陕西省创新能力支撑计划项目资金等多个项目的资助。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.mser.2026.101278