解码超分子水凝胶：从可编程力学到生物学效应

刘家畅，陈泽鲲，张琨雨，边黎明（华南理工大学生物医学科学与工程学院）

摘要：近年来，随着智能化设计、复杂功能集成及先进制造技术的推动，超分子水凝胶逐渐成为高分子与生物医用材料领域的研究热点。该类材料基于主–客体识别、静电作用、离子配位等动态非共价相互作用构建网络，赋予其区别于传统共价交联水凝胶的独特智能特性，在刺激响应性、动态可逆性、自愈合性及剪切稀化等方面表现突出。同时，超分子水凝胶凭借灵活的力学调控机制，可通过调节交联密度、匹配动态键能量及设计网络拓扑结构，实现力学性能与生物功能的高度适配，并在组织工程、药物递送和创面修复等应用中展现出显著优势。本文系统梳理了近年来超分子水凝胶在结构组成与构筑策略等方面的进展，基于超分子水凝胶力学特性可调控的视角，进一步分析其材料生物学效应在临床转化与多尺度力学生物学研究中的挑战与机遇，以期为该领域的持续发展提供参考。

关键词：超分子水凝胶；动态非共价相互作用；力学调控；生物学效应；生物医学应用