주사 가능한 하이드로겔은 투여 부위의 해부학적 및 생리학적 제약에 부합하는 국소 저장소를 형성할 수 있는 적응형 약물전달 시스템이다. 이들의 성능은 주사 환경과 치료 화물(therapeutic cargo)의 특성 모두에 의해 좌우된다. 적용 분야는 안과, 관절강 내, 피하, 근육 내, 종양, 중추신경계 및 점막 전달에 이르며, 하이드로겔은 청소(제거), 잔류(retention), 및 적합성(compatibility)과 관련된 과제를 해결한다. 대용량 저장소(bulk depots)를 넘어, 마이크로겔(microgels) 및 나노겔(nanogels)과 같은 입자성 하이드로겔 형식은 주사기 주입성(syringeability), 모듈성, 그리고 나노입자 운반체와의 통합을 향상시킨다. 기능적 다양성은 pH, 효소, 열, 레독스(redox), 빛 자극을 포함하는 자극 반응성(stimuli responsiveness)과, 정밀한 제어를 위한 다중 단서(cues)를 통합하는 복합 설계(hybrid designs)에서 비롯된다. 적재(loading) 전략은 수동 포획(passive encapsulation)부터 친화성 결합(affinity binding) 및 공유 결합(covalent conjugation)에 이르며, 방출(release)은 확산(diffusion), 분해(degradation), 그리고 자극에 의해 조절되는 동역학(stimuli-modulated kinetics)에 의해 좌우된다. 번역적(translational) 진전은 재현 가능한 제조(reproducible fabrication), 확장 가능한 대량생산(scalable manufacturing), 그리고 장치 통합(device integration)에 달려 있는 한편, 투여 부위에 따른 제약과 규제 관련 난관(regulatory hurdles)은 여전히 중요한 도전 과제로 남아 있다.

하이드로겔은 치료 및 생의공학 분야에서 가장 주목받는 생체재료 중 하나로, 생체적합성, 화학적/물리적 조절 가능성, 그리고 다양한 제조 기술에 대한 폭넓은 활용성 덕분에 활용이 확대되고 있다. 최근 하이드로겔 연구에서 두드러진 성과 중 하나는 미세/나노가공 기술로, 하이드로겔의 고유한 기계적·화학적 특성과 다양한 화학 반응 메커니즘, 그리고 학제 간 접근을 활용하여 이러한 크기 규모에서 혁신적인 시스템을 구현한다. 본 종설은 생의학 및 치료 분야 응용에 중점을 두고, 하이드로겔 기반의 미세 및 나노 시스템 제조에서의 최신 발전에 관한 포괄적인 개관을 제공한다. 또한 물질, 제조, 시스템 설계의 관점에서 어려움과 전망을 논의함으로써 효과적이고 개인화되며 다목적(다재다능)인 하이드로겔 기반 치료법의 개발 방향을 제시한다.