类器官作为具备自组织能力和多细胞异质性的三维微型组织模型，已广泛应用于发育生物学、疾病模型和再生医学等领域。类器官的形成和维持高度依赖于其微环境，其中三维培养基质材料在支持类器官发育中发挥关键作用。尽管基质胶（Matrigel）等天然基质被广泛采用，但其成分复杂且批次间差异较大，严重限制了类器官技术的可控性、重现性及临床转化。近年来，我们构建了系列化学成分明晰的超分子水凝胶，表现出良好的可调控性、生物相容性和功能可修饰性，实现了软骨、血管、脊髓、肝脏等类器官的构建与组织再生应用。

该系列水凝胶利用主体分子丙烯酰化的β-环糊精（Ac-β-CD）与客体大分子（功能化透明质酸、明胶等）之间的主—客体相互作用形成预组装结构，用于干细胞的重悬与包封，进而在蓝光交联下形成具有ECM仿生特性的动态网络。通过筛选优化交联组分、条件与培养策略，实现不同类器官的诱导。

上述基于主—客体相互作用形成的超分子水凝胶具有高度动态的网络结构，表现出良好的流体性能和频率依赖的黏弹性，应力松弛速率快，可以复现人体ECM的关键力学特性，且具备剪切稀化和自愈合特性，与良好的可注射性。利用超分子水凝胶可支持人多能干细胞来源的血管类器官发育，支持血管出芽与平滑肌细胞分化，有利于小动脉的形成，进而在移植后有效改善心肌梗死大鼠心脏功能，减少心脏纤维化，增加梗死区域小动脉密度，促进心脏修复。类似地，上述水凝胶亦可支持人胚胎干细胞来源的脊髓类器官发育，介导运动、感觉等不同亚群神经元的分化与成熟，支持类器官间神经网络的建立。

我们开发了具有明晰化学成分的超分子动态水凝胶，表现出高度可控的力学行为，能更真实地模拟不同人体组织的基质特性，从而支持类器官的发育与成熟过程，揭示了基质环境对类器官形成的关键调控左右，同时为基于类器官的组织再生技术提供了关键工具。