目的：软骨组织因缺乏血管和神经支配，自我修复能力极为有限，传统治疗手段疗效欠佳。近年来，基于水凝胶的功能化组织工程策略为软骨再生提供了新方向，但单一调控模式难以匹配复杂的软骨细胞病理微环境。本研究针对这一挑战，构建了一种集成物理刺激与生物活性因子协同调控的功能化水凝胶微球体系，通过多维度动态调控软骨细胞病生理行为，实现了软骨损伤的高效修复与再生。

方法：前期，研究人员以甲基丙烯酰化透明质酸（HAMA）水凝胶为基础，并基于微流控技术，分别构建了具有调控多种物理因素（如，热能、电刺激等），并匹配以生物因子协同调控手段的水凝胶微球体系。具体如下：（1）基于独创的螺纹微针体系，实现同时递送热能和水凝胶微球体系至深层软骨，从而实现热能和生物因子协同作用于软骨细胞。（2）基于螺纹微针导电的特性，将电流引导至软骨深层细胞，从而实现了电刺激与水凝胶微球释放的生物因子协同调控软骨细胞的细胞器功能紊乱。本次最新研究，研究人员创新性的开发了应力松弛水凝胶微球体系，通过分散和调节软骨细胞所受的机械应力，并结合生物因子的协同调控，靶向软骨细胞的衰老进程。

结果：前期，研究人员所构建的多体系物理-生物协同调控手段的功能化水凝胶微球，在维持软骨细胞生命活性，促进软骨修复与再生中起到了重要作用。具体如下：（1）基于热能和生物因子协同调控软骨细胞线粒体，有效抑制了线粒体凋亡途径，缓解软骨细胞凋亡，从而促进软骨修复与再生。（2）基于电刺激和生物因子协同调控软骨细胞的内质网-线粒体复合体，成功打破细胞器互作网络之间的恶性循环，缓解软骨细胞凋亡，从而促进软骨修复与再生。本次最新研究，研究人员基于机械应力调控与生物因子的协同作用，有效缓解软骨细胞在病理微环境下的衰老进程，恢复软骨细胞的生命活性，从而促进软骨的修复与再生。

结论：基于研究人员多年的研究基础，及本次最新的研究成果，所开发的物理-生物协同调控手段的功能化水凝胶微球体系，能够有效匹配复杂的软骨细胞病理微环境，针对软骨细胞病理变化的详细分子机制，实现多维度动态调控软骨细胞病生理行为，实现了软骨损伤的修复与再生。