引言 “水凝胶是一种最接近人类机体的水基生物材料，这种水溶胀的聚合材料，即使是在形变和压力下也不会改变其独特的3D结构。它们由超吸收性链状聚合物形成，不仅不溶于水，还能经由多孔表面允许营养物和细胞的通过。而且随着技术的不断突破，它们甚至能帮助人体骨骼再生。最近，就有研究人员利用水凝胶搭建了一个类人体机械。下面就来具体谈谈水凝胶在实际运用中的的6个方向。”
一、水凝胶暴露在特定化学物质时可自发光
麻省理工学院的工程师和生物学家合作设计了一种活细胞注射水凝胶，当这类水凝胶暴露于某些化学物质时可以产生荧光。同时，麻省理工学院的团队制作了一款可穿戴式传感器，使用水凝胶和活细胞，当使用某些化学物质接触表面后，新材料具有检测环境和人体内化学物质的潜力。运用3D打印的技术，他们在第一层水凝胶中制造了一个极微小的通道。然后他们将水凝胶合并到一层可以吸入氧气的弹性体中，同时重新编程大肠杆菌细胞以检测天然化合物，将大肠杆菌注入到通道中。水凝胶材料被淹没在通过水凝胶输注的营养物质中并使细菌存活数日。只要暴露于该化合物中时，水凝胶里的每个通道都会发光。
二、用水凝胶制作柔性机器人
麻省理工学院的工程师创建了一种由水凝胶制成并由水驱动的机器人。机器人有可能用于临床手术应用。这些机器人坚韧，橡胶和主要是水，可以执行一系列任务，包括踢球或抓取。透明机器人通过使水泵进出产生压差来使得它们进行移动，由连接到橡胶管的各种空心水凝胶结构组成。当机器人充满水时，水凝胶结构膨胀，机器人可以弯曲和拉伸。
三、水凝胶有助于受损骨骼的重建
由于水凝胶的存在，伊利诺斯州的研究人员能够重新生长骨骼并修复老鼠头骨上的损伤。西北大学和芝加哥大学的研究人员能够比以前的骨再生方法更快地再生颅骨和构建血管组织。研究人员设计了可促进骨生长的BMP9蛋白。然后他们使用水凝胶将蛋白质输送到该区域，当颅骨细胞再生时，水凝胶形成临时支架。
四、水凝胶有助于粘合脱落视网膜
视网膜脱离通常需要手术来取代视网膜和眼睛晶状体之间的凝胶状物质。最近开发的水凝胶可以取代流体和重新附着视网膜，大大提高视网膜修补手术的成功率。水凝胶具有高含水量并含有与人体软组织中发现的物质类似的物质。正常的水凝胶会随着时间膨胀并刺激周围组织。东京大学工学研究所的Tadamasa Sakai和他的团队创建了一种低聚合物浓度的水凝胶，该液体可以作为液体注入兔子眼中，并可在10分钟内变成凝胶以重新附着视网膜，该团队将两种聚合物混合在一起，在液体中制造高度支化的聚合物簇。聚合物簇被注入眼睛时发生聚集。
水凝胶处理和盐水处理的膨胀压力之间没有显着差异。在410天的治疗后，兔子没有表现出副作用的迹象。该研究还显示，接受水凝胶治疗后视网膜脱离的兔子恢复了。但该水凝胶仍然需要在人体中进行测试，但其性能可以使其适合作为空间填充凝胶，用于替代因创伤，肿瘤和退行性疾病而受损的软组织。
五、水凝胶用于快速止血
哈佛大学的研究人员开发出了一种水凝胶，当用于发生大大面积创伤事故时，可以迅速打开密封好的水凝胶并进行止血。其机理是利用明胶分子和小片硅酸盐纳米片创建了一种剪切变薄的生物材料（STB），以制造可延展的水凝胶。硅酸盐纳米片旨在模拟真正的血小板细胞促进血液凝固的功能。研究人员希望通过导管将STB直接输送到身体血管难以到达的位置，以阻止血管中的血流。同时，研究人员优化了STB的配方，以便通过临床导管和针头有效地输送。他们还确保STB凝胶化，没有固化到导管的机会，使其完全堵塞。到目前为止，水凝胶技术已经在小鼠和猪的体内研究中进行了测试，选择先进行小鼠和猪的测试是因为它们同时具备与人类相似的血管结构。
六、用水凝胶缓解膝盖受损症状
杜克大学的研究人员表示，已经3D打印的水凝胶现在可以代替膝盖受损半月板的软骨。研究人员开发的材料是基于水凝胶的，并且与人类软骨的强度和弹性相匹配。它也是3D打印和稳定的身体。研究人员使用300美元的3D打印机为塑料模型膝盖创建定制的半月板，以展示使用该水凝胶的实际效果，这是一种更为柔韧且更为耐用的水凝胶，其双网络结构构造可以使材料更加坚固。与此同时，研究人员将纳米粒子粘土加入到双网络水凝胶中以产生可打印的模拟3D结构的软骨。水凝胶在受到应力时可以像水一样流动，但一旦撤去应力其物理特性又会使其变的坚硬牢固。
