组织的发育和愈合开始于细胞凝聚。组织几何形状的时空变化、细胞空间分布的转变和细胞外基质对于其进化为功能性组织至关重要。4D 材料，即能够进行几何变化的 3D 材料，可能具有重现上述生物现象的潜力。然而，大多数报道的 4D 材料是不可降解的和或不具有生物相容性的，这限制了它们在再生医学中的应用，迄今为止，还没有系统控制高密度细胞凝聚和分化的几何形状。

鉴于此，伊利诺伊大学芝加哥分校Eben Alsberg等人描述了基于变形水凝胶的 4D 高细胞密度组织。并登上了Adv. Funct. Mater.的封面。

本文要点：

1）通过氧化和甲基丙烯酸化海藻酸盐 (OMA) 和甲基丙烯酸化明胶 (GelMA) 的连续光交联，制造出无需任何外部刺激即可呈现可控几何变化的双层水凝胶。

2）成纤维细胞和人脂肪源性干细胞 (ASC) 以高达每毫升 1.0 × 10⁸ 个细胞的浓度封装在 4D 结构中，并且与分化为软骨和成骨谱系的 ASC 协同实现可控的形状变化。高密度载有细胞的 OMA 和 GelMA 的生物打印允许形成具有清晰的 4D 几何变化的更复杂的结构，这可能进一步扩大这种方法在再生医学应用中的前景。

参考文献：

Lee,Y. B., et al., Induction of Four-Dimensional Spatiotemporal GeometricTransformations in High Cell Density Tissues via Shape-Changing Hydrogels. Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2010104.

https://doi.org/10.1002/adfm.202010104