智能可穿戴、植入式生物电子与精准诊疗技术的快速发展,对兼具微观序构、力学柔顺性与生物多功能集成的薄膜材料提出了迫切需求。微纳序构薄膜凭借可控的界面形貌、可调控的物理化学特性及良好生物适配性,已成为生物医学传感、疾病诊断与局部治疗领域的核心基础材料。然而,现阶段传统生物功能薄膜仍存在调控手段单一、微观序构和功能难以按需编程等问题;同时,传统薄膜体系难以同时兼顾高灵敏生物识别、微环境响应与诊疗一体化集成,制约了高端医用柔性器件的设计开发与临床转化进程。如何突破现有制备策略局限,实现场调控生物功能薄膜结构可编程、功能可定制、应用可拓展,成为生物医用材料与器件领域亟待解决的关键难题。
场调控生物功能薄膜闭环框架,涵盖物理场辅助制造、器件集成、功能调制及生物医学诊断治疗应用,凸显了其从材料创新向多物理场耦合下临床转化的逐步转变。论文系统阐述了物理场辅助下的场编程生物功能薄膜的可控制备及多场调控下的生物医学应用,为其从实验室走向临床应用,为场编程生物功能薄膜从基础实验室研究走向临床诊疗器件应用提供了系统理论支撑和前瞻性指导思路。

一、物理场辅助构筑场编程生物功能薄膜
综述系统总结多种物理场(机械力、热、光、电、磁、超声等)辅助制备主流策略,依靠单一或多重物理场协同引导自组装与界面排布,实现场编程生物功能薄膜可控制备,解决传统薄膜无序、难批量、难精准构筑的痛点。
二、多物理场调控下生物医学应用
文章综述总结了场编程生物功能薄膜制造与生物医学集成的最新进展,重点归类可编程薄膜在多物理场响应下的四大落地场景:1.生物传感与病理诊断;2.物理场驱动靶向给药与可控释药;3.创面组织修复及疾病治疗;4.集成诊疗一体化器件。基于可编程生物功能薄膜,实现“实时监测-智能干预-修复再生”闭环诊疗。
本论文已发表于《Small》期刊:Wang, X.#; Chen, Y.#,*; Liu, Y.; Duan, Y.; Zhang, H.; Feng, J.; Sun, J.; Gu, N.*, Field‑Programmable Biofunctional Films: From Assisted Fabrication to Integrated Diagnostic-Therapeutic Devices.Small2026,e73695.论文链接:https://doi.org/10.1002/smll.73695