多孔水凝胶是一种具有三维交联结构和丰富孔隙的高分子材料，具有优异的吸水性、可控渗透性和良好的机械柔韧性。其多孔结构不仅能有效提高水凝胶的比表面积，还能促进物质传输和细胞渗透，适用于药物释放、组织工程支架和生物传感器等领域。

本期小丰整理了3篇多孔水凝胶的最新研究进展，一起看下吧~

Advanced Functional Materials

可调微孔结构的可注射水凝胶用于体积肌肉损失治疗

体积性肌肉（VML）损失是一种由创伤或手术损伤引起的骨骼肌损伤，会导致不可恢复的功能丧失，造成慢性缺陷和长期残疾。目前的标准治疗方法涉及肌肉瓣转移和其他手术干预，但这些方法具有高度侵入性且效果不理想。

2025年6月25日，期刊Advanced Functional Materials报道研究人员通过创新性地开发具有可调微孔结构的可注射水凝胶系统，为解决体积性肌肉损失治疗中的关键难题提供了突破性方案。

研究人员首先从分子设计入手，通过将氢键功能基团（UPy）引入明胶分子，在与化学交联明胶混合时诱导液-液相分离，成功构建了孔径8-22μm可调的微孔网络结构。这种独特的设计既保留了水凝胶的可注射特性，又实现了相互连通的微孔结构，完美解决了传统材料中注射性与多孔性难以兼顾的矛盾。

在生物学功能验证方面，研究发现8μm的微孔结构最佳地促进了MSCs的粘附、铺展和增殖，同时显著增强了FGF-2等关键生长因子的分泌。更为重要的是，这种多孔结构有效促进了宿主成肌细胞的浸润和分化，在VML小鼠模型中展现出卓越的治疗效果，移植7天后MSCs存活率提高3倍，4周后肌肉再生效果达到缺损组的1.6倍。

该研究通过材料学创新与生物学机制的有机结合，不仅为VML治疗提供了新型细胞递送平台，也为其他组织再生领域的水凝胶设计提供了重要参考。

文献名称：Cell‐Delivering Injectable Hydrogels with Tunable Microporous Structures Improve Therapeutic Efficacy for Volumetric Muscle Loss

Nature Communications

坚固的超结构多孔水凝胶助力动态软组织的生物适应性修复

在动态软组织缺损修复中，往往需要将高强度、高韧性、生物相容性、抗疲劳性以及生物适应性等多种相互矛盾的特性集成到一种材料中，这使得软组织修复面临巨大挑战。

2025年4月3日，期刊Nature Communications报道研究人员开发了一种受膈肌启发的超强结构多孔水凝胶。通过定向冷冻和逐步溶剂交换制备，多孔水凝胶具有各向异性骨架和不对称多孔表面，展现出优异的机械性能和生物相容性，可用于动态软组织的生物适应性修复。

该水凝胶通过氨基酸增韧策略（如丝氨酸、赖氨酸等）引入霍夫迈斯特效应（Hofmeister），显著提升结晶密度与交联网络强度，实现抗拉强度22.2MPa与弹性模量32.4MPa的协同优化，为组织提供强大机械支撑。

同时保持优异韧性（61.9MJ m-3）和高疲劳阈值（5.6kJ m-2），适应动态软组织缺损早期愈合阶段的持续生理拉伸。其独特的各向异性骨架与不对称多孔表面（顶部松散多孔促进细胞黏附，底部致密多孔防止粘连）突破了传统水凝胶力学性能与生物功能难以兼容的瓶颈。

随着愈合过程的推进，水凝胶的机械性能逐渐降低，以减少对生理运动的限制。此外，雌性兔子膈肌缺损修复模型验证了不对称多孔表面在防止脏器粘连及促进缺损愈合方面的有效性，展现出良好的生物相容性和修复能力，为动态软组织修复提供了新策略。

文献名称：Robust super-structured porous hydrogel enables bioadaptive repair of dynamic soft tissue

Advanced Composites and Hybrid Materials

多孔PEG水凝胶“一步法”实现MPO特异性适配体的快速高效筛选

髓过氧化物酶（MPO）作为炎症反应与疾病进程的重要生物标志物，其高效识别与检测对于早期疾病预警与精准医学具有重要意义。

2025年5月10日，期刊Advanced Composites and Hybrid Materials报道研究人员建立了一种基于多孔聚乙二醇（PEG）水凝胶的一步法适配体筛选平台，用于高效筛选髓过氧化物酶（MPO）高亲和力适配体，突破了传统筛选效率低、成本高的筛选方法瓶颈。

该方法通过调控PEG水凝胶的孔径结构，使DNA文库与固定化的靶标蛋白（MPO）在三维多孔环境中发生充分接触，从而在不依赖传统SELEX多轮筛选的前提下，快速富集高亲和结合序列。研究表明，筛选得到的适配体M.6对MPO表现出极高亲和力，解离常数（KD）为18nM，且具备良好的结构稳定性。进一步结合流式细胞术与微热泳技术验证了该适配体的特异性识别能力。

此外，研究人员验证了基于MPO适配体设计的核酸传感器用于MPO特异性检测（以磁分离系统为例）。实验结果表明，该生物传感器表现出良好的线性响应范围和MPO检测的高特异性。不仅准确地量化了复杂生物样品中的MPO含量，并且对MPO表现出与其他常见酶和蛋白质相比的强选择性。

该工作不仅为髓过氧化物酶适配体的开发与应用提供了高效平台，也为靶向MPO的生物传感器设计与早期疾病诊断开辟了新路径，为智能诊断、炎症监测与临床转化研究提供了强有力的技术支持。

文献名称：One-step screening of myeloperoxidase aptamer using porous PEG hydrogel

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