南科大刘吉团队 Adv. Mater. 综述：基于水凝胶纤维的生物界面

2024-11-25 来源：高分子科技

纤维独特的一维结构赋予其诸多优异特性，包括高长径比、小型化尺寸、轻质以及灵活性，使其在健康监测、疾病治疗和微创手术等生物医学领域具有广泛的应用潜力。然而，传统纤维器件通常由刚性、干燥且缺乏生物活性的材料制成，这与生物组织的柔软性、湿润性及生物相容性存在显著差异，从而对其与生物系统实现长期、可靠且无缝的界面提出了巨大挑战。鉴于水凝胶纤维在机械性能、化学特性和生物学特性方面与生物组织的高度相似性，以及其独特的纤维形态，近年来，水凝胶纤维被认为是一种极具前景的候选材料。

基于此，南方科技大学刘吉团队于2024年11月22日在《Advanced Materials》上发表综述文章《Hydrogel Fibers-Based Biointerfacing》，综述了近年来基于水凝胶纤维的生物界面技术的研究进展。

该综述概述了功能性水凝胶纤维的制备方法、设计原理及其在生物医学领域的应用前景。首先介绍了水凝胶纤维常用的制造方法，如模板法、浸涂法、湿法纺丝、挤出式打印、拉伸纺丝和微流体纺丝技术等典型制造策略，并重点总结了水凝胶纤维在导光、导电、热响应、磁驱动和超声响应等功能设计策略，归纳提出了发展功能水凝胶纤维存在的挑战。同时，该综述探讨了其在生物医学光传导、电生理记录与干预、生物传感和软体致动器等领域的应用，分析了下一代植入式水凝胶纤维设备在生物安全性、长期可靠性、多模式集成及制造方面的挑战与发展方向，并展望其在闭环治疗平台中的潜力，助力构建与生物组织复杂且无缝的界面，为生物电子学和生物医学工程领域带来突破性变革。

图1 生物界面用水凝胶纤维。功能性水凝胶纤维的特征示意图（如，导光，导电，热响应性，磁响应性和超声波响应性）用于各种生物界面应用（如，光传导，可植入电极，导丝和超声治疗）

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413476

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刘吉副教授及团队简介：刘吉博士于2019年9月加入南方科技大学独立建组，任博士生导师。主要研究领域为软材料的极限性能设计、仿生软材料、界面粘合、软材料3D打印以及功能软材料在组织工程上的应用等。近年来，在Science Advances，Nature Communications，PNAS，Advanced Materials，Advanced Functional Materials等期刊上发表文章50余篇。先后获得四青人才(2020)、《麻省理工科技评论》中国区 “35岁以下科技创新35人” (2020)、珠江人才引进高层次人才青年项目(2020)、深圳市海外高层次人才(2020)、日本高分子协会青年学者奖(2017)、玛丽居里学者(2015)等荣誉。课题组更多信息请看：http://faculty.sustech.edu.cn/liuj9/

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