南京师范大学朱莉娅副教授携手南京大学医学院附属鼓楼医院蒋青教授课题组系统梳理了机器学习在生物材料、生物力学与生物制造三大领域的应用前沿，并提出“材料-力学-制造”智能闭环设计系统的前瞻构想。

01 研究内容简介

随着人工智能技术的迅猛发展，越来越多的科研人员开始将机器学习应用于再生医学和组织工程领域。组织工程是一门通过“搭建”组织或器官来修复或替代受损组织的前沿技术，而其中三大关键要素——生物材料、生物力学和生物制造——密切协同、缺一不可。传统上，这些环节依赖反复试验、经验积累，耗时且成本高。而如今，借助机器学习强大的数据分析与预测能力，研究人员能够更快速地筛选出理想的材料组合，精准模拟生物组织的力学环境，并智能化控制制造过程，从而实现更高效、更个性化的组织构建。本综述系统梳理了近年来机器学习在生物材料性能预测、细胞力学响应建模以及3D打印等先进制造工艺中的典型应用，展示了人工智能与生物工程深度融合的广阔前景。未来，随着算法不断进步和数据不断丰富，组织工程有望进入“智能设计-智能制造-精准再生”的新阶段，为个性化医疗、创伤修复乃至器官再造打开更多可能。

02论文通讯作者简介

朱莉娅副教授，南京师范大学

主要从事生物三维打印技术、环境能量采集技术、无线传感器网络技术方面的研究。主持国家自然科学基金1项、江苏省自然科学基金项目1项、江苏省高校自然科学基金项目1项、校高层次人才引进科研启动基金项目1项以及1项企业合作项目的研究，参与多项国家重点研发计划、江苏省重点研发计划项目的研究。发表论文23篇（SCI/EI检索13篇），授权国家发明专利2项，获江苏省微课比赛二等奖及校第十八届教学成果二等奖

蒋青教授，南京大学医学院附属鼓楼医院

国家杰出青年基金获得者、博士生导师、享受国务院政府特殊津贴，是国内培养的第一个运动医学临床博士，获“国之名医”称号。国家重点研发计划首席科学家，获江苏省333工程第一层次人才，江苏省突出贡献中青年专家。现任南京大学医学院副院长，南京鼓楼医院运动医学与成人重建外科主任。

03原文信息

Fu R K, Chen Z, Tian H, et al. A Review on the Applications of Machine Learning in Biomaterials, Biomechanics, and Biomanufacturing for Tissue Engineering[J]. Smart Materials in Medicine, 2025.

04原文链接

https://doi.org/10.1016/j.smaim.2025.06.003

05期刊简介

Smart Materials in Medicine（《医用智能材料》）是一本国际化、同行评议、开放获取期刊，致力于发表和分享广义上智能材料及其衍生物、降解产物或代谢物在生物技术和医学领域的应用。

《医用智能材料》是一本跨学科期刊，主要关注以下内容：

 • 用于生物医学的智能材料或响应材料

 • 生物材料在智能医学和再生医学中的应用

期刊发表智能材料及其衍生物、降解产物或代谢物相关的设计、制造、加工、评估和应用文章。文章类型包括研究论文（Research）、综述(Review)和观点文章（Perspective）。

期刊目前已被许多国际数据库所收录，包括CAS (美国化学文摘)、DOAJ、EBSCOhost、Scopus、Embase和Ei Compendex。2024年引用分数（CiteScore）达到14.8分。