长期以来，组织粘合剂主要用于封闭创口和提供被动固定，难以适应体内动态变化的力学环境。随着对机械刺激在组织修复中的作用的认识不断加深，人们逐渐认识到，粘合剂的功能不应停留在组织粘附，还应该能通过力学作用主动参与并引导组织再生。在该认知转变下，机械活性聚合物粘合剂（mechanically active polymer adhesives, MAPAs）作为一类新兴材料体系逐渐形成。

  近日，新加坡南洋理工大学夏焜教授（K. Jimmy Hsia）与中国科学院长春应化所栾世方研究员团队合作，基于两课题组在组织粘合剂及细胞力学领域的前期研究积累（Science Advances 2025. 11, eadt4765; National Science Review 2024. 34, 2024; Proc. Natl. Acad. Sci. 2023, 120, e2221040120; Nat. Commun. 2023, 14, 6063; ACS Nano 2024, 18, 8517; Biomaterials 2026, 326, 123685; ACS Nano 2025, 19, 36245），在《Progress in Materials Science》期刊上发表重要综述文章。该文章系统地提出并阐述了“机械活性聚合物粘合剂（MAPAs）”前沿材料体系。MAPAs 不仅具备稳定的组织粘附能力，还通过主动施加机械刺激引导组织再生，实现粘合剂从“被动封闭材料”迈向“主动调控系统”的关键转变。该文章围绕MAPAs 的概念、作用机制与设计原则，展示了其独特的组织再生价值，并理性分析了其临床转化面临的关键问题。

图1 MAPAs概述：材料成分、机械刺激模式及其促进多种组织再生功能

  该文章将MAPAs定义为主动产生机械力、或可根据环境动态调节自身力学性能的聚合物粘合剂。其促进组织再生作用建立在细胞的机械转导机制之上。细胞感知外界施加的力学刺激，并将其转化为调控迁移、增殖和分化等行为的生物化学信号。基于这一机制，MAPAs 通过在损伤部位构建可控的力学微环境，持续引导组织向再生方向有序演进。

图2 典型的机械刺激及其力学传到路径示意图

  MAPAs 的设计核心在于能否在组织修复过程中构建稳定且可控的力学微环境。为此，要求要粘合剂本体与粘附界面的协同优化。对粘合剂本体，其整体力学性能应与目标组织相匹配，且具备可调控的力学响应能力，以避免因力学失配或性能衰减降低机械调控效果。对粘合剂界面，应在湿润且动态的生理条件下维持稳定粘结，确保机械信号有效地传递至组织。MAPAs 的机械活性依赖于材料对外界刺激的可控响应，而刺激方式的选择需兼顾力学输出的可预测性与体内应用的安全性。该文章建议加强AI工具用于粘合剂设计，并从本体力学和界面粘附两个方面总结了 AI 辅助粘合剂设计的最新进展。

图3 AI辅助MAPAs 设计的通用流程图

  在皮肤伤口愈合、器官修复以及肌骨组织再生等临床场景中，MAPAs 展示出加速愈合并改善组织功能的潜力，优于诸多商品化粘合剂。然而，MAPAs真正实现临床应用仍面临如下挑战。首先，机械刺激参数与体生物响应间尚缺乏明确的定量关系，致使材料制备不能从经验优化提升到可预测设计。其次，复杂体内环境下的长期可靠性仍需系统性验证，包括机械刺激持续性、界面稳定性和降解行为的可控性。最后，材料体系的功能复杂性对规模化制造、质量控制及临床转化路径提出了更高要求。

  总结：MAPAs 的出现改变了组织粘合剂在临床中的传统功能定位。其不再只是被动的用于封闭与固定的材料，而是组织再生过程中的参与者与引导者。依赖于材料学、力学、生物学与临床医学的交叉融合，从机制探索、材料设计和临床验证等维度持续推进，MAPAs 将不断地进步和发展。随着跨学科合作的不断深入，MAPAs有望在再生医学中发挥越来越重要的作用，有望重新定义未来组织修复材料的设计逻辑。

  论文以“Mechanically active polymeric adhesives (MAPAs) for tissue regeneration”为题发表。该论文由清华大学讲席教授、高华健院士（清华大学力学与工程交叉研究院院长）和浙江大学生仪学院、生物医学工程系王平教授共同参与完成；香港城市大学校长助理教授令狐昌鸿、新加坡南洋理工大学博士后研究员杨然（中国科学院长春应化所联合培养）担任共同通讯作者；中国科学院长春应化所研究生赵梓名为第一作者。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2026.101658

作者简介：

夏焜(K. Jimmy Hsia)，通讯作者，新加坡南洋理工大学机械与宇航工程学院、化学与生物医学工程学院的校长讲席教授。夏焜教授是美国科学促进会(AAAS) 会士、美国机械工程师学会 (ASME) 会士、美国医学与生物工程院 (AIMBE) 会士。曾任新加坡南洋理工大学副校长、南洋理工大学研究生院创院院长、卡耐基梅隆大学副教务长、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校助理副校长、美国国家科学基金会工程理事会纳米和生物力学计划的创始主任等职务。主要从事应用力学领域的研究，包括但不限于材料失效与断裂、软材料与软体机器人、材料的微纳米尺度力学行为和微纳技术、生物系统中的力学行为、生物传感和智能粘附、生物医学器械的开发和应用等。在JMPS、PNAS、Science Advances、Advanced Materials、EML、ACS Nano、Nano Letters等期刊上发表SCI论文200多篇，合著有两本Springer出版的专著，同时是期刊《Extreme Mechanics Letters》的联合创始主编。

栾世方，通讯作者，中国科学院长春应用化学研究所二级研究员、博士生导师。医用植介入器械及材料国家工程研究中心主任、国家科技创新领军人才、国家重点研发计划项目首席科学家、享受国务院政府特殊津贴。在国家重点研发计划项目、国家基金委重大项目课题、国家基金委重点项目和企业产业化项目等支持下，发表Nature Communications、Energy & Environmental Science等论文200多篇。合作获批医疗器械注册证17件。实施专利19件。先后实现了聚烯烃热塑性弹性体及其输注器械、聚氨酯热塑性弹性体专用料及其留置器械、高交联超高分子量聚乙烯型材及其人工关节等产业化。获国家技术发明二等奖、中国材料研究学会高分子材料与工程青年科技奖（2020）、中国石化联合会科技进步一等奖（2025）等。主要学术兼职：中国生物材料学会常务理事、聚合物分子工程国家重点实验室学委会委员、中石化医卫所学委会委员等。