亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Dynamic hydrogel mechanics in organoid engineering: From matrix design to translational paradigms

类有机物 自愈水凝胶 去细胞化 纳米技术 细胞外基质 再生医学 机械生物学 组织工程 生物加工 仿生学 计算机科学 材料科学 基质(化学分析) 生物医学工程 微尺度化学 脚手架 3D生物打印 微流控 模块化设计 药物输送 芯片上器官 机械敏感通道 胶原VI 生物界面 再生(生物学)
作者
Chenjia Zhang,Yue Shen,Ming-Yang Huang,Guoqing Wang,Qichen Miao,Heping Shi,Ruiqi Gao,Kun Wang,Ming Luo
出处
期刊:Bioactive Materials [Elsevier BV]
卷期号:55: 144-170 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.bioactmat.2025.09.021
摘要

The extracellular matrix (ECM) serves as a dynamic biomechanical regulator of cellular behavior, yet conventional 3D culture systems, such as Matrigel, lack the spatiotemporal control required to dissect mechanotransductive mechanisms in organoids. This review systematically explores the synthesis of mechanically tunable hydrogels—spanning stiffness and viscoelasticity—and their transformative applications in organoid research. By integrating natural, synthetic, and hybrid polymers, these hydrogels enable precise recapitulation of tissue-specific ECM mechanics, overcoming limitations of batch variability and static properties. We categorize hydrogel design strategies, emphasizing crosslinking paradigms (physical vs. chemical) and dynamic bond engineering, which permit real-time modulation of mechanical cues. Applications across developmental organoids (intestinal, hepatic, renal, neural) reveal stiffness-dependent morphogenesis, where optimal mechanical niches enhance maturation via YAP/Notch signaling. Tumor organoid models (breast, pancreatic, colorectal) further demonstrate how matrix stiffening drives malignancy through mechanosensitive pathways, such as epithelial-mesenchymal transition and drug resistance. Emerging viscoelastic hydrogels, tailored via alginate molecular weight or decellularized ECM, replicate dynamic tissue mechanics, advancing cartilage and cerebellar organoid models. Critically, this review highlights innovations in programmable hydrogels that bridge 2D reductionist models and in vivo complexity, offering unprecedented insights into ECM-driven organogenesis and disease progression. Future directions include integrating bioprinting and organ-on-a-chip technologies to achieve vascularized, patient-specific organoids. By synthesizing design principles and mechanobiological mechanisms, this work establishes a roadmap for next-generation biomaterials, accelerating translational applications in drug screening, regenerative medicine, and personalized oncology. • Mechanically tunable hydrogels overcome Matrigel's batch variability and static ECM limitations. • Stiffness-adjustable hydrogels drive organoid maturation via YAP/Notch mechanotransduction. • Viscoelastic hydrogels replicate dynamic tissue mechanics for neural and cartilage models. • Bioprinting and organ-on-a-chip integration enable vascularized, patient-specific organoids.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
jimmy完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
7秒前
tianya完成签到,获得积分10
15秒前
罗旦完成签到,获得积分10
18秒前
和谐的青筠完成签到,获得积分10
24秒前
在水一方完成签到 ,获得积分0
33秒前
36秒前
辛勤的涵菡完成签到,获得积分10
50秒前
田様应助昏睡的金毛采纳,获得10
55秒前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
IMP完成签到 ,获得积分0
1分钟前
123456789发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
狂野冰蓝完成签到,获得积分10
1分钟前
罗旦发布了新的文献求助10
2分钟前
lijiajun完成签到,获得积分10
2分钟前
高高笙完成签到,获得积分10
2分钟前
奈思完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
甜美的梦芝完成签到,获得积分10
2分钟前
molihuakai应助123456789采纳,获得10
2分钟前
3分钟前
会撒娇的思萱完成签到,获得积分10
3分钟前
yx完成签到,获得积分10
3分钟前
阳光火车完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Zhou完成签到,获得积分10
3分钟前
傲娇的从灵完成签到,获得积分10
3分钟前
优秀函完成签到,获得积分10
4分钟前
balko完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
简单的语风完成签到,获得积分10
5分钟前
Boro发布了新的文献求助10
5分钟前
桐桐应助昏睡的金毛采纳,获得10
5分钟前
5分钟前
123456789发布了新的文献求助10
5分钟前
文艺的老姆完成签到,获得积分10
5分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
the fractional Laplacian 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7667696
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9236657
关于积分的说明 19880745
捐赠科研通 7236988
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3283987
关于科研通互助平台的介绍 2442865
邀请新用户注册赠送积分活动 2285500