水凝胶在软骨修复方面的应用主要包括以下几个方面：

作为支架材料，水凝胶可以为软骨缺损提供结构支持和三维微环境，促进软骨细胞或干细胞的增殖和分化，增加软骨组织的弹性和耐磨性。

作为可注射材料，水凝胶可以注射到软骨缺损处，原位成胶有助于对抗任何几何变形，且侵入性较低。水凝胶还可以通过光固化、温度敏感等方式来调节其机械性能和降解速率。

作为3D打印材料，水凝胶可以精确控制外部3D形状和内部孔结构，实现软骨组织的定制化再生。水凝胶还可以与其他材料如陶瓷、金属等复合，提高其机械强度和生物活性。

作为干细胞归巢材料，水凝胶可以通过功能化自组装肽等方式来募集体内的干细胞，并诱导其向软骨谱系分化，实现无细胞移植的体内软骨修复。

在癌症治疗方面的应用主要包括以下几个方面：

作为人工酶，水凝胶可以模拟天然酶的金属活性中心，发挥类似于过氧化氢酶、过氧化物酶、氧化酶等多种类酶活性，通过催化产生活性氧来抑制肿瘤细胞生长。

作为前药载体，水凝胶可以在肿瘤微环境中释放出具有催化或放疗效果的金属单原子或纳米粒子，实现放化疗协同治疗。

作为基因载体，水凝胶可以通过生物材料指导的基因治疗，以时空方式控制治疗序列的释放，增强软骨修复和预防骨关节炎。

作为药物载体，水凝胶可以通过温度、pH、光等刺激响应的方式，实现药物的定向输送和控制释放，提高药物的治疗效果和安全性。