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类器官可以用来模拟疾病、测试药物甚至替换患者的受损组织，在再生医学领域有广泛的应用前景。不过，类器官一直很难以标准化的可控方法进行培养。EPFL研究团队十一月十七日在Nature杂志上发表文章，展示了一种完全可控的类器官培养基质。他们正在为这种合成“水凝胶”申请专利。 类器官的培养始于干细胞。培养干细胞的凝胶含有促进干细胞自我更新和分化的生物分子，可以模拟干细胞的天然环境，为其提供富含蛋白和糖的细胞外基质。干细胞粘附在细胞外基质上，自行组织成微型器官，比如视网膜、肾或肠。微型器官能真实反映一些关键的生物学机制，可用于疾病研究或药物测试。 目前人们所用的凝胶来自于小鼠，这种凝胶存在不少问题。首先，人们无法控制其组成，批次间差异会影响干细胞的行为。第二，人们不能调节凝胶组分，难以研究不同参数对类器官生长的影响。第三，这种凝胶可能携带病原体或免疫原，培养的类器官不适合在临床上使用。 为此，研究人员用水和聚乙二醇制造了一种合成......阅读全文
水凝胶是人造软骨、关节和椎间盘的理想替代材料。这些应用要求水凝胶具备循环加载下的抗疲劳性能。虽然人们开发了多种高韧水凝胶，但这些水凝胶在多次循环加载下会发生疲劳断裂，它们的疲劳阈值通常只有1-100J/m2。今日，MIT赵选贺团队揭示了抗疲劳水凝胶的设计原理：让疲劳裂纹在扩展中遇到并且断裂比一层
做过胃肠镜和插过导尿管的人都会知道，硬塑料橡胶在人体柔软组织中拖动摩擦所带来的痛苦。而且，导尿管等医疗器械表面容易粘附细菌、生长异物。这些问题困扰着全球几千万人。水凝胶柔软多水，表面光滑抗菌，是和人体接触的最好界面。可是怎么让各种医疗仪器，例如导尿管、内窥镜等附上一层足够厚又耐用的水凝胶涂层？该
高分子水凝胶驱动材料是近年来发展起来的一类具有与生物组织相似的“软、湿态”特性的智能高分子材料，它们能够像生物体一样“感知”各种外部刺激，从而发生可逆形变，因而在仿生驱动器、软质机器人等领域具有巨大的应用潜能。但通常受限于材料自身的成分及结构，这些智能水凝胶驱动材料通常存在难以实现三维复杂形变、
近年来，由于柔性电子器件在软体机器人、柔性储能设备、可穿戴设备等领域被广泛应用，受到越来越多的关注。其中，导电水凝胶在该领域具有巨大的应用潜力，因为导电水凝胶的聚合物网络赋予了它们类似固体的性质和可调节的机械性能，并且分散的水分子赋予了其离子迁移性。 但是，当温度降低到冰点以下时，传统的导电水
皮肤是人体最大的体表感官器官，具有保护、排泄、调节体温和感受外界刺激等作用。随着科学技术的进步，模仿人类皮肤感知功能（如温度，湿度，压力等）的仿生电子设备陆续出现，并已在人机界面，软体机器人，可穿戴传感器等领域实现应用。近年来，离子导电水凝胶，由于其柔软，可拉伸，在结构和机械特性方面类似于生物组
自然界中种类繁多的动植物不仅有着纷繁多变的形态，而且能根据外界环境的变化而改变自身的形态。水凝胶由于其软、湿特性，长期以来被认为是智能仿生的理想材料之一，并被用于软体机器人、组织工程及药物递送等诸多领域。目前，水凝胶驱动器实现智能变形的方式主要有形状记忆与驱动两种，形状记忆水凝胶需在外力的作用下
自愈壳聚糖基水凝胶（上：中间打出的孔洞在2小时后自愈）与无自愈的明胶（下）对比实验。 磁性壳聚糖基自愈性水凝胶挤过狭窄通道，证明了其自愈性与磁性的协同作用。 在11月举办的“2012生命科学论坛”上，来自清华大学化学系教授危岩课题组的副教授陶磊的汇报吸引了参会医生们的目光：以
生活中，我们喜于食用口感优异的果冻、龟苓膏等零嘴，倾向于佩戴更为便捷的隐形眼镜，使用效果更加明显的凝胶敷料。其实，这些吃的、用的材料都是由水凝胶构成的。图1 生活中常见的水凝胶制品：A 果冻，B 龟苓膏，C 隐形眼镜，D 水凝胶敷料。（图片来自网络） 什么是水凝胶？ 顾名思义，水凝胶是由水和
水凝胶是一种能够在水中溶胀、保持大量水分而又不溶解于水的三维网状聚合物。水凝胶是*种开发出用于人体的生物材料，在与血液、体液及人体组织相接触时表现出良好的生物相容性，既不影响生命体的代谢过程，又可以使代谢产物通过水凝胶排出。水凝胶比其它任何合成生物材料都接近活体组织，在性质上类似于细胞外基质部分，吸
人体滑膜关节能够在极高的赫兹接触压力（3-18 MPa）下呈现出较低的摩擦系数（0.001-0.03）。无论是静止还是运动状态，关节界面始终都能够保持超低的摩擦系数，支撑人体正常运动过程。研究表明，包覆在骨关节表面的重要软组织——关节软骨在减小骨与骨之间的摩擦以及缓冲运动时产生的震动等方向起着至
生物建模的黑科技-快捷精准的定制化细胞微环境制备系统（一） Alveole PRIMO 的原理定制细胞模型， 研究微环境对细胞内和细胞间机能的影响是细胞和医学研究的重要方向。 如何制备出具有可控性和重复性的微环境， 以便更有效的研究活细胞和疾病模型， 一直以来都是生物学家进行体外细胞研究所面临的巨大
近日，中国科学技术大学教授梁高林课题组研制出一种新型低聚物水凝胶，相关研究成果发表在1月28日的《德国应用化学》上。课题组的博士生刘爽是论文的第一作者。 水凝胶是一种大量富含水的材料，被广泛地应用于药物释放、组织工程等领域。现今已有的水凝胶通常被分为两种，高聚物水凝胶和小分子水凝胶
水凝胶是一种极亲水的三维网络结构凝胶，由高分子（相对分子质量比较大的分子，呈链状结构）在一定条件下互相连接，形成三维的空间网状结构，这些网状结构的空隙中充满了液体，这种特殊的分散体系就是凝胶。由于其出色的柔性及生物相容性等特质，其在电学器件、传感器以及生物医学等诸多领域中得到广泛的研究和应用。我们所
对于大自然界，人类一直是充满敬畏之情！通过对大自然的深入了解和学习，极大的促进了人类的发展。例如仿生学就是模仿自然界的动植物的一些特有现象，来设计合成特种材料和器件。其实，在自然界一直存在这样一些现象：植物向阳而生，并最大限度地获取能量，这种现象被称为向光性；而有些动物和微生物为了捕食和觅食而靠
M4应用于水凝胶细胞观察应用工程科学和生命科学方法构筑人工结构物以引导组织重建的组织工程日益引起人们的关注.组织工程常用的策略是从患者的小块活体组织中分离出特异细胞,在精确控制的培养条件下使细胞在三维多孔支架内生长、扩增形成结构物,再将细胞/支架结构物植入体内所需部位，引起新组织在支架内完成，而支架
关节疾病与组织损伤是威胁人类健康的顽固性疾病之一，发病率高而且难以治愈。采用人工材料实现组织缺损的填充、置换、再生，是当今世界多学科交叉的前沿课题，具有非常广泛的应用前景，但也面临着巨大的挑战。人工材料的设计与合成、结构操控、生物活性与生物功能的实现与调控等是成功地构建
对于大自然界，人类一直是充满敬畏之情！通过对大自然的深入了解和学习，极大的促进了人类的发展。例如仿生学就是模仿自然界的动植物的一些特有现象，来设计合成特种材料和器件。其实，在自然界一直存在这样一些现象：植物向阳而生，并最大限度地获取能量，这种现象被称为向光性；而有些动物和微生物为了捕食和觅食而靠
上海交通大学医学院附属仁济医院分子医学研究院刘尽尧课题组设计出可以调控其力学性能的复合水凝胶，有望为再生医学和组织工程领域提供新材料。相关研究成果近日发表于《先进材料》。图片来源于网络 据论文的通讯作者刘尽尧介绍，人体中存在许多软组织，比如软骨、骨骼肌、角膜和血管等。为适应复杂的体内生理环境，
棉花也能做成水凝胶？记者16日从南京林业大学获悉，该校姚建峰教授团队在最新一期顶级期刊《德国应用化学》在线发表研究成果《无机盐诱导的热可逆抗冻纤维素水凝胶》，通过简易方法将棉短绒制造为导电、热可逆、耐低温、可3D打印的水凝胶材料。 水凝胶是以水为分散介质的凝胶。根据合成材料的不同，水凝胶又分
美国研究人员日前宣布，他们发明了一种用天然材料制造水凝胶的新工艺，所制备的水凝胶廉价、安全、伸缩性充分，可在食品加工、灭火等方面有新的应用。 这一研究发表在《国家科学院学报》月刊上。斯坦福大学研究人员说，他们研制的新型水凝胶包含两种廉价而丰富的基本原料，一种是取自木屑、农作物秸秆等天然材料的
日本科学家日前开发出一种伸缩性和机械强度极好的水凝胶，无论是拉扯、按压还是缠绕、打结都不会对其造成损伤，彻底改变此前温度和pH值敏感性水凝胶脆弱易损的形象，为水凝胶的大规模商业化应用铺平了道路。相关论文发表在《自然·通讯》杂志上。 水凝胶能够在不同的条件下可逆地改变其大小和形状。这种特性使其应
浙江大学机械工程学院贺永教授课题组发明了一种基于二次交联的凝胶基微流控芯片制造新方法，能够构造具有不同复杂内部流道的凝胶芯片，进而接种血管内皮细胞，形成具有血管形态和功能的血管模型。通过凝胶基血管芯片的构建不仅可以模拟血管的主要功能，还可以借助微流控手段施加各种流体剪切及生物因子的刺激。实现在时间和
环境响应型水凝胶，又称“刺激响应”或“智能”水凝胶，因其高的含水量、弹性、渗透性、外界刺激响应性和大的变形等优点，被广泛应用于生物医学、软体机器人等领域。目前，大多数智能水凝胶的响应变形均凭借凝胶体内和体外渗透压的变化。然而，在这种渗透驱动机制下，凝胶材料的驱动力和响应速度间相互矛盾，如图1所示
智能荧光高分子水凝胶是一类具有可调发光性能的高分子软材料，由于其三维聚合物交联网络中包含大量的水分子，在合适的外界刺激作用下，易与周围的水溶液发生物质交换，诱导水凝胶的溶胀或去溶胀，同时伴随着发光颜色或强度的显著变化，因而在仿生驱动、传感检测、信息存储加密等方面有着很大的应用潜力。如何通过高分子
智能荧光高分子水凝胶是一类具有可调发光性能的高分子软材料，由于其三维聚合物交联网络中包含大量的水分子，在合适的外界刺激作用下，易与周围的水溶液发生物质交换，诱导水凝胶的溶胀或去溶胀，同时伴随着发光颜色或强度的显著变化，因而在仿生驱动、传感检测、信息存储加密等方面有着很大的应用潜力。如何通过高分子
生物医用材料是21世纪新材料产业发展的主要方向之一，是现代临床医学的重要物质基础。可注射温度感应智能生物材料体系给传统医学带来革新，具备微创植入、智能给药等优势；临床使用便捷、治疗更有效，经济和社会效益显著。在863计划“再生医学前沿技术与应用研究”重点项目的支持下，我国科学家对引导组织再生的新
水凝胶具有高的水含量和丰富的理化性能，在生物医学领域具有重要应用价值。三维水凝胶支架具有可控的结构、尺寸和孔隙，能够为细胞的增殖分化提供合适的微环境，进而高效地实现组织的修复和再生。近年来，基于3D打印技术（也被称为增材制造）在结构成型方面的显著优势，使其在构筑复杂的三维水凝胶支架方面表现出巨大
由于化石资源的过度开发和人们对环境问题的日益关注，利用可再生的生物基材料替代传统的石油基材料已引起重视。纤维素作为世界上储量丰富的天然高分子化合物，具有可再生、环境友好、生物相容和可生物降解等优点，在纸基材料、食品药品、纺织化工、光电器件开发等领域有着广泛的应用。随着纳米技术在木质纤维精炼领域的
高分子水凝胶驱动器是一类能够对外界刺激（光、热、化学、电等）产生可逆形变或者体积改变的新型智能材料。作为一类与生物组织相似的“软、湿”态材料，水凝胶驱动器在软体机器人、人工肌肉、人造阀门等领域存在巨大的潜在应用价值。 为此，中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队研究员陈涛和张佳玮
近日，中科院青岛生物能源与过程研究所研究员崔球带领的代谢物组学研究组和天津科技大学的相关科研人员合作，以水溶性广谱抗生素——盐酸四环素为模型药物，基于前期对CNF和聚多巴胺（PDA）复合材料对改善药物缓释和促进伤口修复的研究，构筑了一种新型的CNF基载药包封结构，该研究成果可