水凝胶

刺激响应性纳米材料的发展为构建智能水凝胶驱动器提供了新的思路。

受胃肠道蠕动运动启发，制备了一种活性氧(ROS)与近红外(NIR)双响应的导电热-水凝胶驱动器(THA)，实现了粘性液体与固体物质的定向运输。

围绕肠道疾病微环境模拟、软体仿生驱动及体外药物筛选等前沿应用场景，韩国国立交通大学SungYoungPark等人设计并制备了一种活性氧(ROS)与近红外(NIR)双响应的管状导电热-水凝胶驱动器(THA)，系统探究了其在仿生肠道蠕动模拟与物质运输方面的应用潜力。

然而，现有水凝胶驱动器大多依赖外源性刺激，缺乏对疾病微环境中内源性ROS信号的特异性识别能力，难以实现病理状态下肠道的精准仿生驱动。

韩国国立交通大学SungYoungPark等：仿生智能水凝胶驱动器模拟肠道蠕动行为韩国国立交通大学SungYoungPark等：仿生智能水凝胶驱动器模拟肠道蠕动行为精选

活性氧/近红外双响应热-水凝胶驱动器的制备流程、分子机制及其在肠道蠕动仿生中的应用示意图。

综合三组实验，THA在物质运输方面的核心贡献可概括为两点：其一，它证明了管状水凝胶驱动器无需复杂的外部机械泵或电磁场，仅凭材料自身的内源性响应即可实现不同物理性质物质(液体、固体)的定向运输；

这一设计巧妙地解决了传统水凝胶驱动器仅依赖外源刺激、缺乏内源性病理信号识别能力的共性局限，实现了从“被动执行”到“智能响应”的功能跃升。

针对胃肠道疾病中氧化应激导致的肠道蠕动功能障碍这一长期被忽视的临床痛点，本研究跨越材料设计与仿生医学的学科边界，成功开发了一种兼具病理微环境感知、可控驱动与实时信号反馈功能的管状导电水凝胶驱动器。

未来，随着相关数据的进一步积累和实验验证的推进，该框架有望拓展至其他多糖基或蛋白基水凝胶体系，为功能水凝胶的设计提供更广泛的支持。

然而，这类水凝胶的粘附强度与弹性模量受分子量、取代度、交联剂浓度、pH值等多种配方参数的复杂耦合影响，传统“

针对这一问题，东北林业大学梁大鑫课题组构建了可解释机器学习预测框架，结合SHAP可解释性分析，系统探讨了各配方参数对水凝胶粘附强度与弹性模量的定量贡献及交互作用，为HA-Dopa水凝胶的配方优化提供了数据驱动的参考依据。

东北林业大学梁大鑫副教授团队-可解释性AI揭示透明质酸-多巴胺水凝胶的粘附与力学性能调控密码|MDPIGels

然而，如何将ROS响应性纳米材料与热响应水凝胶基质有机结合，构建能够在高ROS条件下实现选择性驱动的管状结构，并同步获取驱动过程中的信号变化，仍是该领域亟待解决的关键科学问题。

该系统的核心创新在于将二硒交联聚合物点负载聚多巴胺纳米粒子嵌入温敏水凝胶基质中，利用二硒键在高ROS条件下的特异性断裂触发PDA释放，进而赋予驱动器“按需响应”的近红外光热驱动能力。

扫描电镜(SEM)观察揭示了ROS对水凝胶孔结构的调控作用。

针对这一问题，东北林业大学梁大鑫课题组构建了可解释机器学习预测框架，结合SHAP可解释性分析，系统探讨了各配方参数对水凝胶粘附强度与弹性模量的定量贡献及交互作用，为HA-Dopa水凝胶的配方优化提供了数据驱动的参考依据。