广东
体表器官畸形修复是整形重建外科的核心工作，涵盖先天性/后天性外耳、鼻翼、眼睑缺损，以及疤痕、瘢痕疙瘩、巨大痣体、肿瘤切除后形成的大面积体表创面等，目前等待手术的患者数量庞大。
组织扩张技术的出现革新了器官与组织重建外科，现已成为临床不可或缺的治疗手段。临床通常将组织扩张器植入皮下，通过逐步扩张，预先培育皮肤软组织：一方面增加皮瓣面积、改善局部血运，为后续重建手术提供充足自体皮源；另一方面，扩张器持续施加力学牵拉，延展周边皮肤组织。
从微观基因、细胞、胞外基质到宏观皮肤组织，生物体系会通过力传导产生黏弹性阻力以平衡外力，最终促使表皮与真皮面积同步增长。利用原位扩张皮瓣进行修复，可保证修复区域与受区皮肤色泽、纹理、感觉高度匹配，兼顾外形美观与生理功能，同时降低供区并发症风险，提升整体手术效果。
随着技术迭代，组织扩张器经历了多代发展：从早期充气式橡胶扩张器，到近年可任意塑形的自溶胀水凝胶扩张器。但目前临床主流的植入式橡胶扩张器，仍需经皮肤穿刺外接注液口反复输注生理盐水完成扩张。
多数患者（尤其是12岁以下儿童）难以配合反复穿刺操作，疼痛感强烈；同时，频繁穿刺还会大幅提升扩张器破损、漏液的风险。
可直接吸收周围生物体液实现自主溶胀的水凝胶组织扩张器，成为解决上述痛点的重要方向。研究人员已开发多款自溶胀水凝胶体系用于重建手术：早期基于N-乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酸甲酯（NVP–MMA）共聚物的水凝胶，接触生理液后会快速溶胀；聚苯乙烯-马来酸酐、聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）等体系也被用于制备溶胀倍率与力学性能可调的自膨胀扩张器。
然而，高溶胀倍率与优异力学韧性始终难以兼顾：交联网络稀疏的水凝胶虽溶胀能力强，但力学强度差；达到溶胀平衡后材料刚度大幅衰减，无法有效抵抗皮肤张力，难以满足临床要求。
为提升力学性能，学界陆续开发出双网络水凝胶、高缠结水凝胶、相分离复合水凝胶等强韧水凝胶体系，兼具高韧性与抗疲劳特性。但这类材料交联网络致密，溶胀倍率通常不足3倍。
更关键的是，传统水凝胶依靠热力学混合作用驱动水分子扩散，均表现为一步式快速溶胀，溶胀过程难以调控。过快扩张会对皮肤产生巨大张力，给患者带来剧烈痛感，这也成为制约水凝胶组织扩张器临床应用的核心瓶颈。综上，如何在实现大倍率、长效缓慢溶胀的同时，保留良好力学性能，是高性能水凝胶组织扩张器研发的核心难题。
中国医学科学院整形外科医院蒋海越教授团队与哈佛医学院Y. Shrike Zhang教授团队研发出一类环境自适应、高倍率溶胀、生物相容性优异的水凝胶材料，可通过4D打印制备造型定制化组织扩张器（图1a），命名为自适应溶胀水凝胶组织扩张器（AEH-TEs）。
研究对聚电解质水凝胶进行精细化分子设计，使其具备环境响应型平衡溶胀特性。该材料前驱体浓度高，内部存在大量分子链缠结（物理交联）与可控化学交联，兼顾大倍率溶胀与优良力学性能。
该扩张器的溶胀行为由水分子与电解质协同扩散共同调控，呈现独特的环境响应特性，可实现大倍率、长效缓慢溶胀。在体外环境中，材料电离度可随介质pH改变；植入体内后，可吸收体液中的小分子电解质动态调节电离水平。
结合溶胀理论与数值分析，本研究充分考虑交联密度、电离度两大关键参数，建立并实验验证了合成工艺-溶胀行为耦合模型。依托该模型，可对不同配方、不同电离度条件下聚电解质水凝胶的平衡溶胀倍率与刚度进行精准预测。
中国医学科学院整形外科医院党委副书记、院长：蒋海越，男，中共党员，汉族。
中国协和医科大学医学博士，主任医师，北京协和医学院临床医学教授、博士研究生导师，享受国务院政府特殊津贴。担任中华医学会第二十六届理事会常务理事、北京医学会第二十一届理事会常务理事、中华医学会整形外科学分会第十届委员会候任主任委员、北京医学会整形外科学分会第十届委员会主任委员、北京医疗整形美容业协会会长等社会兼职。
https://www.nature.com/articles/s41551-026-01681-z
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