这篇文档属于类型B（综述类科学论文）。
作者：Bai-Hui Shan与Fu-Gen Wu（东南大学生物科学与医学工程学院，江苏省生物材料与器件重点实验室）
期刊：Advanced Materials
发表时间：2024年
本文系统综述了水凝胶作为生长因子递送平台的最新研究进展，重点探讨了其在组织工程与再生医学中的应用潜力、优化策略及未来方向。
生长因子（Growth Factors, GFs）是调控细胞增殖、迁移和分化的关键生物分子，但在生理环境中存在半衰期短、易降解、扩散不可控等问题。例如，肝素结合表皮生长因子样生长因子（HB-EGF）在大鼠静脉注射后半衰期仅26.67分钟，而活性转化生长因子-β1（TGF-β1）的血浆半衰期不足3分钟。此外，过量生长因子可能导致副作用（如BMP-2浓度过高会引发炎症或异常骨形成）。水凝胶通过其亲水性聚合物网络可延长生长因子的稳定性，减少酶解和突释，并实现控释。
关键论据：
- 临床获批的生长因子产品（如FDA批准的BMP-2）因递送效率低而疗效受限。
- 生长因子的生物活性依赖其浓度、结合形式及空间分布，水凝胶可精准调控这些参数。
水凝胶的物理化学特性（如机械性能、降解速率、交联密度）可通过材料设计匹配不同组织需求。例如：
- 创伤修复：需兼具抗菌性（如壳聚糖衍生物）和黏附性（如醛基改性黄原胶/羧甲基壳聚糖水凝胶）。
- 心肌梗死治疗：需导电性以同步心肌收缩（如碳纳米管增强凝胶）。
- 骨再生：需高机械强度（如掺入羟基磷灰石或黑磷纳米片）。
代表性研究：
- 亲和递送：肝素通过静电作用结合VEGF或BMP-2，延长释放时间（如肝素-泊洛沙姆水凝胶）。
- 载体辅助递送：PLGA微球负载BDNF，通过Fe³⁺-单宁酸涂层增强活性（导电水凝胶用于脊髓修复）。
利用天然分子（如肝素、透明质酸）或工程化结合基序（如适配体、肽段）与生长因子特异性结合。例如：
- 肝素-纤维蛋白水凝胶通过硫酸基团结合FGF-2，实现持续释放（支撑血管生成）。
通过纳米颗粒（如脂质体、微球）包裹生长因子以对抗降解。例如：
- 丝蛋白（SF）脂质体共载BFGF/多西他赛，修复脊髓损伤时协同促进轴突再生。
响应微环境信号（如ROS、MMP）触发释放。例如：
- MMP敏感肽交联的PEG水凝胶在炎症部位降解，靶向释放BMP-2和溶葡萄球菌酶。
仿生层级结构引导细胞行为。例如：
- 丝蛋白各向异性水凝胶定向神经元迁移，协同NGF促进脊髓无瘢痕再生。
内源性细胞募集与基因编辑结合。例如：
- TGF-β3与kartogenin纳米颗粒共递送，招募间充质干细胞分化为软骨细胞。
本文的价值在于：
1. 系统性总结：首次全面归纳五类递送策略及其机理，为精准设计提供蓝图。
2. 跨学科整合：融合材料学、生物学与临床需求，推动再生医学的范式革新。
3. 应用导向：针对感染、炎症等复杂病理环境提出复合功能水凝胶方案（如抗菌-促再生一体化）。
亮点：
- 提出“生长因子控释需协同材料力学与生物活性”的核心观点。
- 剖析临床转化瓶颈（如PRP水凝胶的稳定性问题），引导未来研究聚焦标准化与规模化。