細胞外基質的生物力學貢獻支撐著細胞的生長和增殖、分化、信號轉導和其他命運決定。因此，力學可以在時空上改變（特別是以可逆的方式）的生物材料對于研究這些機械生物學現象非常有價值。
華盛頓大學Cole A. DeForest等人介紹了一種基于聚乙二醇 (PEG) 的水凝膠模型，該模型由兩個相互滲透的逐步增長網絡組成，它們通過基本正交的生物正交化學獨立形成，并通過不同的重組分選酶依次降解，提供可逆可調的剛度范圍，涵蓋健康和患病的軟組織（例如 500 Pa–6 kPa），同時以近乎“生物不可見”的方式進行終端細胞恢復，以進行匯集和/或單細胞分析。通過基于掩模和雙光子光刻實現對主要支撐網絡內凝膠化的時空控制；這些硬化的圖案化區域隨后可以在基于分選酶的二次網絡降解后恢復到原始的柔軟狀態。
使用這種方法，研究了 4D 觸發的網絡機械變化對人類間充質干細胞形態和 Hippo 信號以及 Caco-2 結腸直腸癌細胞機械記憶的影響（使用轉錄組學和代謝測定）。該平臺有望在研究和指導較軟基質中的機械生物學現象、圖案化細胞命運和疾病解決方面具有廣泛的用途。
參考文獻：
I. Kopyeva, E. C. Goldner, J. W. Hoye, S. Yang, M. C. Regier, J. C. Bradford, K. R. Vera, R. C. Bretherton, J. L. Robinson, C. A. DeForest, Stepwise Stiffening/Softening of and Cell Recovery from Reversibly Formulated Hydrogel Interpenetrating Networks. Adv. Mater. 2024, 2404880.
https://doi.org/10.1002/adma.202404880
