在精准医疗快速发展的背景下，如何实现从体外筛查、体表监测到体内干预的多维健康数据获取与整合，已成为新一代生物医用材料与智能医疗器件领域的重要前沿问题。纤维素作为自然界中最丰富的天然高分子之一，兼具生物相容性、可降解性、亲水性、结构可设计性和多尺度组装能力，正逐步从传统生物材料拓展为面向精准医疗的关键平台材料。

  2026年3月10日，陈朝吉教授，丛海林教授，郝三伟副教授，邵长优教授等在Progress in Materials Science 发表题为“Next-gen cellulose therapeutics: fusing in vivo/in vitro data for precision healthcare”的综述论文，系统总结了纤维素基医用材料在体内与体外医疗场景中的研究进展，并提出面向闭环精准医疗的未来发展趋势。

  论文指出，当前个体化医疗对材料提出了更高要求，不仅要能够适应人体复杂环境，还要兼具连续信号采集、疾病监测、数据融合与精准干预等多重功能。相比传统合成高分子、金属或陶瓷材料，纤维素来源广泛、绿色可持续，并具有丰富的羟基位点与层级结构，能够通过化学修饰、交联调控和先进加工技术，构建出从可穿戴贴片、柔性传感器、快速检测平台到药物递送系统、智能支架、植入式器件等一系列功能化生物医用系统。文章强调，纤维素材料的价值不再局限于“被动支撑”或“单一载体”，而是正在演进为连接筛查,监测,数据融合,精准干预全过程的重要材料平台。

  围绕这一目标，作者系统梳理了纤维素的结构、性能和应用关系。文章指出，纤维素分子链中丰富的羟基和强氢键网络赋予其优异的力学适配性、界面调控能力和表面可修饰性，使其能够被加工成纤维、薄膜、纳米纸、水凝胶、气凝胶、三维支架等多种形态。不同形态的纳米纤维素，如纤维素纳米晶（CNC）、纤维素纳米纤维（CNF）和细菌纤维素（BC），在药物递送、组织工程、伤口敷料、生理信号采集和生物传感等方向各具优势（图1）。

图1. 纤维素的结构、特性及生物医学应用。

  在材料构筑策略方面，论文进一步总结了纤维素基网络的物理交联、化学交联及双网络协同设计。其中，氢键、疏水作用、主客体相互作用和离子配位等物理交联方式赋予材料良好的柔韧性、自修复性和环境响应能力，适用于可穿戴传感器和动态生物界面；酯化、点击化学、动态共价键等化学交联方式则有助于提高材料的力学稳定性、耐久性和可控降解性能，更适合长期植入、组织工程和药物递送等场景（图2）。作者指出，未来高性能纤维素基医用材料的发展关键，不仅在于材料本身的功能叠加，更在于通过交联机制与加工方法的精准耦合，实现材料在复杂体内外环境下的性能协同优化。

图2. 纤维素基生物材料基本制备原理的分类与特征。(a) 物理交联机制；(b) 化学交联机制。

  文章还特别从体内应用与体外应用两个维度，构建了纤维素基材料面向精准医疗的系统框架。在体内应用方面，作者重点讨论了其在组织工程支架、伤口敷料、药物递送系统和植入式传感器中的应用需求，包括生物相容性、可降解性、力学匹配性和生物活性调控等；在体外应用方面，则总结了其在可穿戴监测、呼吸/温度/压力传感、生物标志物检测和即时诊断平台中的应用潜力，强调材料的表面黏附性、信号稳定性、环境耐受性与柔性适配能力。通过对体内外医疗场景的统一讨论，文章突破了传统综述中“按器件分类”或“按材料分类”的叙述方式，提出了更符合临床转化逻辑的闭环健康管理视角（图3）。

图 3. 纤维素基系统用于体内和体外应用的合理设计框架及生物功能分化。

  更重要的是，作者在综述基础上提出了纤维素精准医疗发展的未来方向。论文认为，下一代纤维素基治疗材料将不再只是单一诊疗模块，而应进一步融合合成生物学、人工智能驱动材料设计、纳米技术和多模态数据分析，推动从材料制备、信号采集、数据解析到精准干预的全链条闭环集成。这一观点为纤维素材料从实验室研究走向临床应用提供了新的学术坐标，也为智能可穿戴、生物电子器件、组织修复和个性化医疗等领域提供了重要参考。

  在团队前期围绕多功能水凝胶界面(Adv. Mater., 2026, 38, e20644)、黏附性生物电子材料(Adv. Compos. Hybrid Mater., 2026, 9, DOI: 10.1007/s42114-026-01639-4)以及纤维素基智能软材料(Adv. Funct. Mater., 2025, 35, 2509712)等方向持续研究的基础上，论文从跨学科视角系统总结了纤维素材料在医工交叉领域的最新进展，深入揭示了其在精准医疗闭环体系中的独特优势，为构建兼具可持续性、智能化与临床可转化性的下一代生物医用材料体系奠定了坚实理论基础。

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0079642526000472