动态刚度水凝胶

刚度原位可调

通过近红外光热调控钙离子浓度，在三维互穿网络中实时调节基质刚度，模拟骨修复过程中的力学变化。

Fan, Yang · Lu, Wang · 夏娟 · 张新春

Advanced Science 2026

技术优势

刚度可远程控制

通过近红外光热效应调节钙离子浓度，无需接触即可改变水凝胶的基质刚度。

模拟天然修复过程

动态变化的刚度与骨修复过程中细胞外基质的力学特性变化相匹配。

修复临界尺寸骨缺损

在动物实验中成功修复了无法自行愈合的临界尺寸骨缺损，展示治疗潜力。

应用场景

• 骨组织工程支架：提供动态力学环境，替代静态支架，促进骨缺损愈合。
• 干细胞力学调控：调控基质刚度，引导干细胞干性维持和成骨分化。
• 智能水凝胶：利用近红外光热效应实现刚度按需调节。
• 可植入医疗器械：可原位调节刚度，适配体内骨修复的时序需求。