Mikrogele, mikrometergroße Hydrogel-Partikel, haben sich als vielseitige Plattformen für biomedizinische Anwendungen etabliert. Jüngste Fortschritte haben die Entwicklung von Verbundmikrogeln vorangetrieben, die Polymere, Nanomaterialien und bioaktive Wirkstoffe integrieren, um eine präzise Kontrolle über ihre Eigenschaften zu erreichen. In diesem Übersichtsartikel bieten wir einen umfassenden Überblick, indem wir ein systematisches Rahmenwerk etablieren, das das strukturelle Design mit den Mechanismen der Zellregulation und letztendlich mit biomedizinischen Anwendungen verknüpft. Wir untersuchen, wie Verbundmikrogele Zellen durch ihre intrinsischen Materialhinweise, einschließlich der mechanischen, biochemischen und architektonischen Eigenschaften, sowie durch dynamische Mechanismen, wie bedarfsgerechte Stimuli-Reaktion und autonome vorprogrammierte Kinetik, regulieren. Anschließend veranschaulichen wir, wie diese Prinzipien in der Krebstherapie, in der Gewebetechnik und in der regenerativen Medizin angewendet werden. Schließlich diskutieren wir zentrale Herausforderungen hinsichtlich Skalierbarkeit, Biosicherheit und klinischer Integration und skizzieren zukünftige Perspektiven, wie die Rolle des KI-gesteuerten Designs, um die personalisierte Medizin und regenerative Therapien voranzutreiben. • Ein bewusstes Rahmenwerk für den Funktionstrade-off, das das Design von Verbundmikrogeln mit den Mechanismen der Zellregulation und biomedizinischen Anwendungen verknüpft. • Prinzipien der Zellregulation, die intrinsische Materialhinweise und dynamische Kontrolle über bedarfsgerechte Stimuli-Reaktion und autonome vorprogrammierte Kinetik umfassen. • Vergleichende Synthese von Designstrategien und Übersetzung von Designelementen über Krebstherapie, Gewebetechnik und regenerative Medizin. • Übersetzungsfahrplan basierend auf kritischen Qualitätsattributen (CQAs), Skalierbarkeit, Biosicherheit/Freigabe, Sterilisation und klinischer Integration sowie KI-gesteuertes Design.
Cai et al. (Wed,) studied this question.