2.1   水凝胶的优势性能 2.1.1   生物学活性   诸多研究表明，细胞可以感知周围的基质并作出反应，而细胞外基质的理化性质又会持续影响细胞的生物学活性。组织中的细胞外基质大多数是由多糖和蛋白质等丝状物质构成的高度复杂、动态和水凝胶样网络。细胞外基质通过控制细胞生长和表型，为组织发育提供机械支持和生化信号。病变或损伤组织中的细胞外基质普遍缺失，从而因缺乏内源性细胞之间的沟通而阻碍组织修复[7]。通过设计由蛋白与细胞外基质成分组装而成的杂化水凝胶，如纤维增强水凝胶、双网络水凝胶或半互穿水凝胶等[8-10]，可显著增强水凝胶的力学性能并模拟细胞外基质微环境[11]。KIM等[12]发现在细胞外基质水凝胶中生长的胃或肠道类器官的发育和功能与在基底膜基质中生长的类器官相当甚至优于基底膜基质。此外，胃肠道细胞外基质水凝胶通过提供模拟胃肠道组织的微环境，实现了类器官的长期传代和移植。LIU等[13]受天然细胞外基质的化学成分、纤维结构和生物功能的启发，开发了用于慢性伤口愈合的抗菌和组织环境响应型糖肽杂化水凝胶，该水凝胶可促进细胞增殖和巨噬细胞向M2表型极化，并对革兰阳性菌和革兰阴性菌均有较强的抗菌作用。SHAIK等[14]研究表明富含纤维蛋白的心脏细胞外基质水凝胶可以诱导人脐静脉内皮细胞形成强大的内皮细胞管，并促进人间充质干细胞球的出芽。 综上，具有良好生物相容性的水凝胶可作为载体支架承载细胞、细胞因子以及生物活性分子从而组装成杂化水凝胶，以调节细胞活性并改变生物学行为。基于水凝胶对细胞的作用机制复杂，在其设计上需要更多的关注，使其可以为细胞的培养提供更精准的微环境。 2.1.2   机械可控性   水凝胶的物理机械性质如硬度、孔隙率、黏弹性、降解性及表面地貌等，可以通过改变机械转导信号来调节动态整合素聚集、黏着斑复合体的积累和激活、细胞骨架重排、环境线索反应蛋白的激活、基因表达等，从而使细胞表现出不同的生物学特性和行为[15]。 有研究构建了一系列具有硬度差异的水凝胶材料[16]，对其诱导干细胞成骨分化和骨整合的合适硬度进行了筛选。结果证实硬度差异对细胞微环境中骨髓间充质干细胞的基因表达存在显著差异，细胞增殖效率和成骨分化趋势随微环境硬度呈依赖性增高。LU等[17]为研究水凝胶孔径对血管化的影响，采用明胶微球模板法制备不同孔径的甲基丙烯酸透明质酸水凝胶。GMS模板浸出后在水凝胶中形成均匀且高度互联的大孔，为诱导人脐静脉内皮细胞迁移和组织血管化提供了理想的物理微环境。体外实验表明，中大孔水凝胶(孔径200-250 μm，300-350 μm)促进了人脐静脉内皮细胞的增殖和迁移；体内实验表明，HAMA250水凝胶具有最佳的血管化行为，该孔径水凝胶中新生血管数量最多且 CD31表达最多，因此，内皮细胞迁移和组织血管化的最佳孔径为200-250 μm。VINING 等[18]研究水凝胶基质相对黏性或弹性性质对单核细胞行为的影响，发现弹性强的细胞外基质可引导单核细胞分化为树突状细胞，弹性软凝胶中细胞分化程度低于弹性硬凝胶。相比之下，在更黏的凝胶中，无论硬度如何，细胞仍然是未成熟的单核细胞，提示刚度和弹性均可刺激单核细胞分化。ZHAO等[19]研究发现，具有适宜降解速率的光交联、氧化和甲基丙烯酸海藻酸盐水凝胶具有良好的生物/组织相容性，其包覆的大鼠/兔间充质干细胞具有成骨分化的潜质，将兔间充质干细胞负载水凝胶植入胫骨缺骨区可发现新骨生成，可作为骨组织工程支架。EFTEKHARI等[16]利用细胞印迹技术证实壳聚糖和壳聚糖-聚苯胺衬底都能诱导大鼠脂肪干细胞从不规则的形状(在平坦的衬底上)转变为细长的和双极的神经元样大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞的形态；免疫染色分析显示，与平坦底物相比，壳聚糖和壳聚糖-聚苯胺均显著上调，大鼠脂肪干细胞中胶质纤维酸性蛋白和微管相关蛋白2 这两种神经前体细胞特异性基因的表达。表明细胞印迹表面的形貌效应在大鼠脂肪干细胞的神经启动中具有重要作用，见表1。综上，通过调整水凝胶的硬度、孔隙率、黏弹性、降解性、表面形貌等性能来影响细胞的分化、增殖和迁移，从而为口腔颌面部缺损修复的临床应用提供广阔前景。"

2.1.3   刺激响应   水凝胶最突出的特性之一是能够响应外界刺激，包括温度、pH值、光、酶和电场等[21]。刺激响应型水凝胶因其优良性能，在生物医学领域具有广阔的应用前景。温度响应型水凝胶可随温度变化发生可逆的溶胶-凝胶转变，当处于溶胶状态时，可将药物或细胞混合到聚合物水溶液中，将溶液注入目标部位后，加热促使原位形成水凝胶库作为药物缓释系统，可减少给药次数并提高患者的舒适度和依从性[22-25]。pH值/电响应型水凝胶通常对氢离子或电荷产生响应，在pH值和电场的变化下，水凝胶会发生结构、膨胀状态和孔隙率的变化，进一步影响细胞活性[26]。光响应型水凝胶通过调节光线的照射，可以在凝胶中高精度地在时间和空间上创建刚度模式，且光解过程不会产生可溶的副产物。因此，与药物结合的光响应性水凝胶可达到缓释而避免过量或过少以影响治疗效果[27]。 近年来，为了满足不同条件下的多种需求，将无毒和生物相容性好的天然高分子材料如壳聚糖和透明质酸等，与其他高分子材料如明胶、纳米粒子结合，并负载典型药物、生物活性分子或纳米材料，随后，利用3D打印、静电纺丝和干细胞治疗等先进技术开发具有良好抗菌性、自愈性、可注射性和多刺激响应性的新型多功能水凝胶成为当前研究的热点[28]。 2.2   水凝胶在口腔颌面部缺损中的应用   近年来，随着水凝胶在生物医学领域的蓬勃发展，其应用于口腔颌面部缺损的修复日益增多。目前，生物水凝胶在口腔颌面部中的研究主要集中于组织工程与创口敷料两方面。 2.2.1   组织工程 骨及软骨再生：口腔颌面部因肿瘤或创伤切除后往往会导致较大的颅颌骨缺损，从而引起细胞死亡及代谢功 能障碍，并阻碍骨组织的自我修复[29]。软骨组织在损伤后可以自我修复，但其自愈能力受限于损伤范围，较大的病变不能得到有效修复[30]。骨组织工程的目标系开发能够在不使用自体或异体移植的情况下修复骨缺损的骨移植替代物。这一目标目前面临2个主要挑战：第一，载体支架需要有适当的机械性能和生物可降解性；第二，它们应具有可控的释放速率。在所有类型的支架中，成分类似细胞外基质的水凝胶系统完美契合骨组织工程的需求[31]。水凝胶搭载生物材料已被广泛研究并用于骨组织构建，如与聚合物、金属和陶瓷联合制备的水凝胶复合物已被用于制造仿生骨支架。 海藻酸钠与硅酸盐生物材料(生物玻璃、硅酸盐生物陶瓷等)结合所制备的水凝胶可通过上调 CXCR4和ERK信号通路促进骨形成。海藻酸钠是一种具有生物相容性但缺乏成骨与血管生成能力的线性多糖，而硅酸盐生物材料已证实具有促进成骨分化和血管生成的作用[32-33]。ZHANG等[34]将海藻酸钠与硅酸盐生物材料结合制备出三元水凝胶体系——海藻酸钠/阿克曼石/谷氨酸复合材料以研究在体外和体内的成骨效果,结果表明，该水凝胶复合物可分别促进人骨髓间充质干细胞的迁移和其向损伤区域的成骨分化，从而促进骨形成,兔上颌窦底提升实验进一步验证了这一观点。 透明质酸作为一种基质成分，可与CD44，RHAMM或CD168等透明黏附蛋白的特殊蛋白结合，激活细胞参与增殖、分化、运动以及羟基磷灰石自身降解的信号系统[35]。基于透明质酸的支架和载体被塑造成刚性形式或胶体，透明质酸与其他材料结合后，可改变支架形态，提高矿化能力，使其更适合于骨再生。KIM等[36]使用透明质酸水凝胶搭载骨形态发生蛋白2和血管内皮生长因子，结果表明，这种只掺入骨形态发生蛋白2的支架递送系统可能在早期提供有利的骨形成，但同时搭载骨形态发生蛋白2和血管内皮生长因子却未显示出良好的新骨形成效果，这可能是高剂量的血管内皮生长因子会造成血管渗漏、抑制新骨形成，或可能是二者的联合使用虽可促进血管生成，但抑制成骨细胞的终末分化所致。XU等[37]构建了一种以天然聚合物为主要成分的仿生罗非鱼Ⅰ型/透明质酸-硫酸软骨素双网络水凝胶，不仅具有理想的抗压强度(11 MPa，高于张口时颞下颌关节盘的应力)和临床适应性(术中可塑形，手术时间3-5 min)，而且具有明显逆转局部炎症微环境的能力，同时可促进颞下颌关节盘快速再生。 聚乙二醇/聚赖氨酸复合水凝胶可延长其在牙周袋内的存留时间，并形成永久非浸出性杀菌层起到长效杀灭牙周致病菌的作用，从而有利于牙槽骨缺损的修复。聚赖氨酸是一种具有内在抗菌活性的天然多肽，被广泛应用于药物递送和伤口愈合。由于聚赖氨酸富含的氨基带正电荷，容易通过诱导表面zeta电位与带负电荷的细菌细胞壁相互作用，最终抑制细菌生长[38]。聚乙二醇是一种重要的亲水聚合物，具有无毒、无免疫原性、良好的生物相容性和抗蛋白吸附等优点[39]。赵洁晨等[40]通过聚乙二醇-聚赖氨酸构建一种复合水凝胶，一方面，四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯末端活性酯能与牙周组织中的氨基反应，产生强黏附力使水凝胶固定于牙周袋内并延长存留时间；另一方面，聚赖氨酸中游离的赖氨酸残基中的氨基在水凝胶表面产生高密度阳离子表面，形成永久非浸出性杀菌层从而长效杀灭牙周致病菌，这可维持一个有益于牙周组织恢复的环境，从而有利于牙周骨缺损的修复。 结冷胶是一种线性多糖类水凝胶，因具有良好的稳定性及生物性能，现已广泛应用于组织工程领域。纳米羟基磷灰石具有良好的成骨性能，有学者以结冷胶为载体，负载纳米羟基磷灰石，制备了结冷胶/纳米羟基磷灰石水凝胶[41]，并观察其修复大鼠下颌骨缺损的效果，结果显示该杂化水凝胶可注射入下颌骨缺损区域，术后4周缺损区可见大量新生骨及骨胶原组织，8周后骨缺损区形成支架样结构，新生骨组织及胶原、纤维组织生成较多，其有望作为一种新型生物材料用于口腔颌面部骨缺损的微创修复。 尽管各类水凝胶复合物在上述研究中显示出了一定的骨引导/骨诱导性，见表2，然而，骨与软骨组织再生仍面临挑战。例如，在宏观与微观上与原生微环境相似的水凝胶材料的构建、搭载生长因子或生物活性物质的生物支架的设计及不同类型细胞的准确放置，都是亟需解决的问题。通过结合不同的生物材料或利用材料功能化等制造技术制备水凝胶支架，可为再造复杂的天然骨和软骨结构提供新的可能性。"

神经修复：口腔颌面部神经主要包括三叉神经与面神经。三叉神经损伤在口腔颌面部神经组织损伤中最为常见，患者可出现显著的功能缺损及生活质量下降[42]。面神经由于位置表浅且与腮腺紧密相连，很容易发生损伤。病变区域及其残端可发生华勒变性，包括轴突变性、脱髓鞘及吞噬作用。华勒变性过程中髓鞘的破坏会产生大量髓鞘碎片，严重阻碍神经再生和功能恢复[43]。轴突可以再生，但快速生长的结缔组织会阻碍再生过程，并可形成神经瘤。目前，通过利用生物材料构建了一种具有可注射性、生物降解性、生物相容性和神经再生能力的杂化水凝胶可实现神经修复。 纤维蛋白原是一种长度为45 nm的二聚体糖蛋白，由三对不同的链Aα，Bβ和γ链组成。在纤维蛋白原和凝血酶按所需比例混合后，在凝血酶的作用下裂解中央结构域区域的FPA和FPB，以暴露α链N端上的基序Gly-Pro-Arg和β链N端上的基序Gly-His-Arg-Pro。旋钮A与γ链C端的孔“a”互补，旋钮B与β链C端的孔“b”互补。通过这种方式，一个纤维蛋白原分子的中心区域可以结合其他相邻的纤维蛋白原分子末端结构域[44]。已有研究证实纤维蛋白基质可用于填充穿过神经缺损区域的中空神经导管，以促进轴突再生和生长[45]。MU等[46]将有利于轴突再生的纤维蛋白制备成类似于神经细胞外基质的纤维蛋白纳米水凝胶，并以其作为壳聚糖管底物用以修复兔颊支面神经缺损。结果表明，该水凝胶复合物具有良好的相容性，支持施万细胞的黏附和增殖；进一步的形态学、组织学和功能分析表明，纤维蛋白纳米纤维水凝胶预充的壳聚糖管可显著促进轴突再生、髓鞘再生和功能恢复，在面神经再生治疗中具有巨大的临床应用潜力。HU等[47]将一种温敏原位形成泊洛沙姆水凝胶作为载体递送碱性成纤维细胞生长因子治疗大鼠模型的面神经损伤，发现其可通过激活施万细胞中的PAK1信号通路促进自噬和抑制凋亡促进面神经修复，为未来临床研究提供了一种有前景的策略。以上研究表明，水凝胶可通过搭载神经细胞外基质样物质促进轴突再生和生长，从而实现神经组织再生。但目前相关报道仍较少，且长期有效性需进一步验证。有学者认为其关键难点在于：①再生神经是否能支配相关肌肉的咀嚼、面部表情和发音的频繁运动；②再生神经被颌骨、血管和唾液腺等重要解剖结构包围；③颅面区感觉恢复情况[48]。 血管再生：血管是由机械敏感的内皮细胞组成的管腔静息层，作为半通透的屏障介导血液和底层组织之间的小分子和蛋白质的交换。失去血管支持可导致组织微环境内缺乏足够的营养和氧交换，从而限制组织的生存、增殖和分化[49]。许多有前景的血管化策略需要复杂的细胞来源，或可导致生物因子从分泌部位迅速扩散并产生异位不良反应[50-51]。而水凝胶支架材料因具有可注射性、生物降解性且可控制药物缓释等性能，并可促进原位新生血管形成和基质沉积，已广泛应用于血管再生领域。 血管内皮生长因子在血管生成中起核心作用，参与新生血管形成过程的各个阶段，如细胞外基质的降解、内皮细胞的迁移和增殖、管腔形成、血管分支和修剪[52]。硅酸盐/海藻酸盐支架水凝胶可释放钙离子和硅酸离子，能有效刺激内皮细胞中血管内皮生长因子的mRNA表达。血管内皮生长因子信号由Notch信号通路调控，在动静脉分化、胚胎/出生后血管生成和动脉生成以及肿瘤血管生成中发挥重要作用[53]。LI等[54]利用创新的多面体寡聚硅氧烷纳米平台，通过点击化学高效地合成了有机-无机杂化纳米粒子，并通过气体微流控和离子交联技术成功地开发了一种封装有机-无机杂化纳米粒子的纳米水凝胶微球系统，可通过激活血管内皮生长因子信号通路，促进血红素加氧酶1表达，促进H型血管形成。GENG等[55]制备出一种由羧甲基壳聚糖和原儿茶醛组成的自修复水凝胶，并负载了超小的铜纳米颗粒，结果表明，该水凝胶具有抗菌性能，并依赖于铜纳米颗粒介导的铜转运蛋白质α链抗体激活，通过阻止血管内皮生长因子受体的自噬降解来刺激血管生成。 缺氧诱导因子1α是一种广泛表达的异二聚体转录因子，介导后生动物所有有核细胞对缺氧/缺血的适应性反应。细胞与缺氧或缺血环境的接触主要通过缺氧诱导因子1α介导的血管内皮生长因子诱导血管生成反应[56-57]。因此，通过稳定缺氧诱导因子1α可有利于血管生成。此外，外泌体或细胞外囊泡已成为携带药物到病变细胞的潜在治疗载体。在此基础上，WANG等[58]将缺氧诱导因子1α相互作用抑制剂负载于表皮干细胞来源的细胞外囊泡，制备具有良好生物相容性和良好机械性能的甲基丙烯酰明胶水凝胶，通过激活缺氧诱导因子1α信号通路对体外培养的人脐静脉内皮细胞功能发挥促进作用，且对伤口愈合和体内血管生成有治疗作用。YANG等[59]将人脂肪来源的干细胞/外泌体与聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物水凝胶结合用于自体脂肪移植，人脂肪来源的干细胞/外泌体可以通过激活缺氧诱导因子1α/血管内皮生长因子信号通路来创造一个促进新生血管形成的再生微环境。 以水凝胶支架为基础的血管化策略已广泛应用于生物医学领域，但目前在口腔颌面部血管缺损修复的研究仍较少，仅局限于牙髓血管组织的再生。这可能是因为颌面部血管大多较表浅且生理活动频繁，受到空间稳定性的限制。此外，以水凝胶制备的创口敷料主要通过抑制细菌繁殖从而创造出利于血管组织修复的环境，但口腔颌面部的特点之一是血运丰富，抗感染能力强。这些可能是限制水凝胶在口腔颌面部血管缺损修复方面的原因。 肌肉组织再生：水凝胶应用于肌肉组织再生主要面临的挑战在于可注射支架在体内控制再生肌纤维的对齐，特别是在三维构型中。目前研究已证实控制纳米材料和水凝胶的相互作用可以改善定向结构的形成[60]。 排列整齐的纳米纤维是三维纤维结构的基本骨架，类似于肌肉组织中的肌动蛋白肌球蛋白结构支架。由纳米纤维组成的多孔表面，这可能有助于向骨骼细胞输送营养物质和氧气。多核成肌细胞沿着纳米纤维支架在间隙中排列，形成一个与生理骨骼肌纤维形态相似的多纤维束，有利于肌肉再生[61]。WANG等[62]制备了可注射的磁控短纳米纤维/凝胶纳米纤维/水凝胶支架，证实其具有精确指导三维细胞排列和组织的能力。支架不仅能够诱导肌管形成，也可高度模拟不同解剖结构的各种骨骼肌组织和其他复杂的结构；该支架中磁控短纳米纤维的排列方向产生了组织良好的肌纤维(眼轮匝肌)，对收缩力的改善和功能恢复具有良好的促进作用。KINOSHITA等[63]制备了基于丙烯酰基修饰的交联纳米可降解水凝胶支架，并通过细胞移植来修复舌肌，该水凝胶具有良好的孔隙率，小鼠成肌细胞与其黏附，可表现出正常的肌管分化；将其负载成肌细胞植入小鼠的舌缺损区，新生肌纤维显著增加。该生物材料在促进蛋白质和细胞介导的治疗和促进舌肌再生方面显示出巨大的潜力。 目前，在诸多颌面部肌肉再生领域中有关水凝胶的应用研究较少，但是其有着良好的应用前景。例如，在唇裂患者中，口轮匝肌存在缺陷，这种缺失的肌肉间隙即使在初次唇裂修复后仍持续存在。临床研究表明，唇部修复术后的远期效果较差，这可能是由于肌肉体积不足和瘢痕形成过多造成的。由于骨骼肌再生是肌肉生成和纤维生成的协调平衡[64]，因此，有必要制定更有效的组织再生策略来提高治疗效果。而基于水凝胶的优异性能，在未来有望实现口轮匝肌及咀嚼肌等颌面部肌肉的再生。 牙周组织再生：近年来，多种新型水凝胶如纤维增强水凝胶、热敏壳聚糖水凝胶、高刚度转谷氨酰胺酶交联水凝胶等，均被证实具有促进牙周组织再生的作用[65]。尤其是注射的多糖水凝胶，因具有控制药物递送、携带生物活性分子等作用，并且与其他材料联合应用可以产生与细胞外基质相匹配的最佳支架，因此逐渐成为修复不规则牙周缺损的首选[66-67]。研究表明，水凝胶可作为屏障膜，使具有成骨潜能的细胞优先进入骨缺损区域，从而有足够的时间增殖并最终实现骨再生[68]。为设计出具有最佳机械强度、降解速率和独特治疗特性的水凝胶膜，目前可通过3种方法对其改性：①加入微米和/或纳米大小的无机粒子；②增加水凝胶聚合物的浓度或交联密度；③加入纳米或微纤维来增强其生物力学性能[69]。例如，有研究将制备壳聚糖/聚γ-谷氨酸/纳米羟基磷灰石水凝胶填充骨缺损区[70]，并从血液中提取的富血小板纤维蛋白作为复合支架中间层，将静电纺丝法制备的聚己内酯/明胶纳米纤维作为最外层附着于软硬组织接头处，结果发现，该三层复合支架具有良好的形态、生物相容性、细胞屏障及体外成骨分化能力。 水凝胶一方面可作为支架材料引导组织再生，另一方面还可以通过控制药物递送进行载药抗菌。牙周炎是一种以微生物感染和牙槽骨吸收为特征的慢性感染性疾病，重建受损牙周组织的形态和功能是牙周再生治疗的理想目标[67]。牙龈卟啉单胞菌是牙周炎最重要的致病菌，其所分泌的牙龈蛋白酶会增加牙龈组织出血、水解宿主蛋白、激活炎症进展并导致牙周炎部位牙槽骨吸收[70]。LIU等[72]通过michael加成反应促进水凝胶支架与新型设计的功能肽模块交联，该功能肽模块具有锚定肽-短抗菌肽-锚定肽结构，并可被牙龈蛋白酶特异性切割。在牙龈蛋白酶的作用下，短抗菌肽从水凝胶载体中释放，从而强烈抑制牙龈卟啉单胞菌的生长；此外，该水凝胶可以进一步装载基质细胞衍生因子1，促进牙周膜干细胞的募集，并诱导成骨。因此，该水凝胶是治疗牙周炎的按需局部给药系统的一个很有前途的候选药物，见图4。水凝胶在牙槽骨再生领域中的研究已经取得了显著进展，但有关牙周膜-牙骨质结合的研究较少，牙周膜的修复仍是牙周组织工程研究的挑战。此外，目前关于水凝胶在牙周治疗的长期随访报道较少，需要进一步验证治疗方案的有效性。 牙体硬组织再生：牙釉质一旦因遗传缺陷、龋齿、外伤或磨损而受损或发生改变，会因缺乏成釉细胞而导致无法自我修复[73]。可通过调节矿物质沉积、增强组织功能来修复受损牙釉质[74]。水凝胶的可注射成型性赋予它能够填充不规则形状或精细组织缺损的潜力。将磷酸钙或碳酸钙作为羟基磷灰石的前体，按一定比例预混在水凝胶中，这种水凝胶可迅速形成不同形状[75-76]，从而完成对缺损区的精准充填。 核酸、碳水化合物和多肽等各种类型的自组装水凝胶因具有良好的生物相容性、可逆拆卸、机械耐用性、功能行为可定制、易于折叠形成二维/三维仿生矩阵等有价值的特性而受到极大关注。有学者将牙上皮干细胞系HAT-7细胞包裹并注射到自交联氧化海藻酸-羧甲基壳聚糖水凝胶中培养[77]。已有研究证实，HAT-7细胞具有pH调节和细胞内Ca2+信号传导的功能[78]，结果显示，HAT-7细胞在体外保持了较高的活力，验证了水凝胶作为细胞递送载体和注射细胞治疗的适宜性；此外，HAT-7细胞能够保持形态并沉积矿物质，表明自交联水凝胶能够支持其存活及分化。 自组装水凝胶只需分子自组装过程即可制备，其与细胞质基质环境相似，是再生医学中良好的支架材料[79]。但关于自组装多肽水凝胶促进组织再生的具体机制研究较少，且存在许多问题：如具有三维结构的水凝胶机械化不稳定等，如何建立针对这种新型生物材料的全面监测体系也需要探索[80]。 唾液腺再生：口腔肿瘤切除术、头颈部放射治疗、药物治疗和一些自身免疫性疾病是导致唾液腺功能减退的常见原因[81]。唾液分泌的严重减少会导致口干，进一步发展会导致龋齿、口腔感染、吞咽障碍和味觉丧失等，甚至导致精神焦虑/抑郁[82]，严重影响患者的生活质量。目前临床治疗口干症的方法包括刺激唾液分泌的药物和人工唾液替代物，但这些方法并不能提供长期的治疗效 果[83]。因此，一种既能改善患者口干症状，又能恢复唾液分泌功能的唾液腺组织重建再生疗法是非常必要的。 新鲜分离的唾液腺细胞可在层黏连蛋白1肽上生长并与纤维蛋白水凝胶化学连接。纤维蛋白水凝胶具有生物相容性和生物可降解性，并且能够支持细胞附着、活性和分化[84]。在体内伤口愈合小鼠模型中，层粘连蛋白1肽-纤维蛋白水凝胶可促进唾液腺再生，从而导致唾液分泌增加。有研究表明，纤维蛋白水凝胶支架可用于促进放射性唾液分泌功能低下患者的唾液腺功能[85]。水凝胶还为内源性唾液腺再生提供了促进再生的微环境，可作为一种强大的生物活性材料用于未来唾液腺疾病的治疗。WANG等[86]通过完全脱细胞、消化和凝胶化，成功制备了猪唾液腺来源的细胞外基质样水凝胶，该水凝胶既具有细胞外基质样的纳米纤维结构，又保留了来自天然唾液腺组织的功能性细胞外基质成分。研究表明，此水凝胶不仅支持细胞的活力和增殖，而且通过激活PI3K/AKT信号通路显著促进了3D培养的颌下腺间充质干细胞的迁移和募集；此外，该水凝胶还可以支持内源性唾液腺细胞的募集，从而形成功能性腺泡/导管样结构，而且还可以抑制唾液腺组织损伤部位的纤维生成从而抑制了瘢痕形成，在促进唾液腺再生方面显示出独特的优势。因此，猪唾液腺来源的细胞外基质样凝胶也有望参与许多其他唾液腺疾病的治疗。 2.2.2   创口敷料   理想的伤口敷料应具备以下标准：吸收渗出物的能力、允许气体交换、保持湿润的环境、屏蔽细菌、隔热及对宿主无害[87]。水凝胶因其良好的亲水性、生物相容性以及与细胞外基质相似的三维多孔结构，通过促进再上皮化达到更好的愈合效果。但传统水凝胶敷料因缺乏抗菌性、并且黏附性低、创面愈合延迟等缺点限制了其在创面治疗中的应用[88]。随着临床上对伤口修复要求的不断提高和基础研究的不断深入，人们对材料性能提出了越来越多的要求，增强单一/多重生物学功能的敷料开始出现，已成为最具竞争力的伤口敷料候选者。水凝胶可作为伤口敷料结合生物黏合剂、脱细胞生物材料、抗微生物和抗氧化剂(如银、抗生素药物和姜黄素)或干细胞等而被广泛用于治疗各种伤口。 聚合物水凝胶敷料因具有稳固黏着能力达到封闭创面的效果，并通过减少渗出、抑制创面组织炎症因子的分泌并诱导纤维细胞增殖，从而促进创面愈合。聚多巴胺是一种具有良好生物相容性的类黑色素聚合物，反应条件温和，易于制备。此外，它还具有高的近红外吸收、抗氧化、抗菌和黏接性能，聚多巴胺内在的抗氧化特性是通过清除炎症期后的活性氧来加速伤口愈合过程[89]。纳米银具有抗菌谱宽、耐药低等优点[90]，银纳米颗粒沉积在还原氧化石墨烯上，得到的银/还原氧化石墨烯纳米复合材料比单独使用银显示出更好的抗菌活性[91]。在此基础上，HUANG等[92]采用N-异丙基丙烯酰胺和N，N’   亚甲基双丙烯酰胺的化学交联制备出一种由聚多巴胺、银和氧化石墨烯组成的新型水凝胶，此类水凝胶具有有效的抗菌性能，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有较高的抑制率；此外，对各种基底材料具有良好的黏附能力，应用于自固定创面比缝合创面更简便；更重要的是，它在近红外光照射下可产生强大的收缩力，发挥向心力，有助于加速创面愈合。实验表明，含有高浓度聚多巴胺的水凝胶经近红外照射后15 d内可完全修复创面缺损(1.0 cm×1.0 cm)，创面愈合率可达100%。不过，有学者表示，这些含银等重金属离子很难被清除，从而在组织中积累[93]。 壳聚糖水凝胶可通过搭载抗炎有效成分作为创口敷料用于各种创伤和手术后伤口愈合的辅助治疗。姜黄素是一种天然的多酚物质，其所诱导的核转录因子κB-DNA结合可抑制促炎分子基质金属蛋白酶9和基质金属蛋白酶3，从而减少促炎细胞因子。较高浓度的姜黄素的掺入可增强胶原的沉积与肉芽组织的形成，最后加速伤口收缩[94]。β-环糊精由于其独特的结构，可作为改善姜黄素水溶性的工具。乙二醇壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物，且已知因其胺基而具有抗菌作用。YOON等[95]利用β-环糊精和姜黄素为包合物，以可见光固化的乙二醇壳聚糖水凝胶为基础，制备了一种不含重金属的天然新型湿性敷料。壳聚糖可通过促进红细胞聚集和血小板黏附，激活内源性凝血因子，从而增强止血效果[96]。且可通过增加姜素在水中的溶解度和缓释，促进创面愈合。 可注射水凝胶敷料联合干细胞被认为是修复深度严重烧伤创面的一种有前景的方法。干细胞的旁分泌机制在促进血管生成、胶原沉积、组织重塑和减少瘢痕形成等方面发挥着重要作用。然而，干细胞直接注射到创面区域，由于其滞留和存活的能力较低，严重限制了干细胞的功能。此外，复杂的创面微环境严重影响干细胞的行为，从而影响修复效果[97]。例如，WU等[98]设计并制备了一种由壳聚糖水凝胶和脂肪质干细胞来源的外泌体组成的复合创面敷料，以促进皮肤全层创面修复。随着壳聚糖水凝胶的降解，外泌体逐渐从敷料中释放出来。壳聚糖/外泌体在体外显示了增强的细胞迁移和血管生成特性；在大鼠皮肤创面模型中，壳聚糖/外泌体能促进正常的胶原沉积、血管生成和毛囊镶嵌再生。这些结果证明，含有脂肪质干细胞来源的外泌体的水凝胶敷料可以加速皮肤伤口愈合。 水凝胶可与导电材料结合作为敷料应用于伤口愈合等方面。导电生物材料具有与人体皮肤相似的导电性、良好的抗氧化和抗菌活性、电控药物传递和光热效应，在伤口愈合和皮肤组织工程中显示出巨大的潜力[99]。ZHAO等[100]以季铵化壳聚糖聚苯胺和苯甲醛基功能化聚乙二醇共聚癸二酸甘油为基础，研制了一系列可注射的导电自愈水凝胶，作为皮肤创伤愈合的抗菌、抗氧化和电活性敷料。这些水凝胶具有良好的自愈性、电活性、自由基清除能力、抗菌活性、黏附性、电导率、溶胀率和生物相容性。交联剂最佳浓度为1.5%的水凝胶表现出良好的体内血凝能力，并通过上调生长因子(包括血管内皮生长因子、表皮生长因子和转化生长因子β)的基因表达，进而促进肉芽组织厚度和胶原沉积。目前新型水凝胶敷料的发展，不仅满足损伤的基本闭合，而且具有止血、黏附及抗菌作用。不过，在受凝血功能、创口面积和病原体等因素影响下，水凝胶敷料的研究仍有待探索。 "