传统金属有机框架(MOF)/水凝胶材料的研究,多集中于三维结构、界面作用、力学适配及响应释放等方向。近日,中山大学附属口腔医院陈莉莉教授、李卫昌研究员在权威学术期刊《Progress in Materials Science》(IF=42.9)发表题为“Bridging Crystallinity and Softness: Dynamic Coordination and Functional Integration in MOF–Hydrogel Hybrid Materials”的综述;作者突破传统杂化材料的分类视角,构建了“结构—界面—动态—功能—转化”五个相互关联的跨尺度设计框架。该综述不仅仅将MOF视为水凝胶中的填充组分,更为强调二者在力学传递、化学反应、分子传输和细胞调控中的协同作用,并将材料的时间响应与生理过程的时序变化纳入讨论,为MOF/水凝胶的时空协同设计提供新的视角。
口腔及颅颌面组织是检验此类材料适应复杂生理环境能力的重要应用场景,该区域持续受到唾液流动、微生物群落、pH波动和咀嚼应力等多重因素影响;这些动态因素还与宿主内源性昼夜节律系统相互耦合,共同参与局部组织稳态维持和损伤修复,这对材料体系的结构设计与递送行为提出了更高要求:除实现局部治疗功能外,还需更好地适配口腔生理微环境持续波动及组织修复的动态演变。
围绕这一需求,该综述系统讨论了MOF/水凝胶杂化体系应对动态生理微环境的材料学基础。MOF的有序晶体结构与水凝胶的动态网络相互协同,使材料能够兼顾局部微环境调控、治疗分子递送和力学性能适配等功能,为口腔及颅颌面组织再生提供多维度支持。同时指出未来材料设计可在关注病灶空间特征的基础上,进一步结合组织修复及生物节律调控规律,探索更加契合生理过程的治疗策略。
基于上述认识,未来可进一步探索将口腔微环境动态变化与生物节律信号相结合,推动材料向动态响应和时空适配方向发展。在这一过程中,节律信号的识别与转化、材料响应机制、长期生物安全性、规模化制备一致性及临床转化可行性,将成为这一前沿方向迈向临床应用的研究热点。
文章信息:
Li W, Chen L*. Bridging crystallinity and softness: dynamic coordination and functional integration in MOF–hydrogel hybrid materials. Progress in Materials Science, 2027, 164: 101784.
https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2026.101784
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