目的:甲基丙烯酸酯明胶(GelMA)水凝胶在组织工程领域引起了广泛的关注。但是在组织工程尤其是骨组织工程领域,经常出现水凝胶力学性能差、孔径大小不合适等问题。已有大量研究说明GelMA浓度、光引发剂浓度、甲基丙烯酸酐(MA)浓度、紫外线剂量等本身参数以及加入其他材料对水凝胶性能的影响,但是很少有研究说明GelMA前体溶液冷冻温度和冷冻时间对水凝胶性能的影响。因此,本文第一部分研究了具有不同冷冻时间和冷冻温度的GelMA前体固化后的孔径和性能变化,同时研究了C2C12细胞在其表面的粘附和铺展情况。实验中我们发现GelMA水凝胶的力学性能较差,但它仍然是骨组织工程支架的理想材料,故本文第二部分利用Meta分析研究不同添加材料对GelMA水凝胶力学性能的影响,以期找到改善其力学性能的最佳材料。研究方法:本文第一部分采用文献中报道的方法合成GelMA前体。将前体溶液分别置于-20℃、-80℃和-196℃(液氮)分别冷冻2天和22天,最后冻干。将具有不同冷冻温度和冷冻时间的冻干的海绵状GelMA前体和光引发剂溶解在PBS中,混匀,紫外固化,得到所需的GelMA水凝胶。研究不同冷冻温度和时间对水凝胶孔隙的影响。研究了不同孔径对溶胀性能和力学性能的影响。将小鼠肌肉成肌细胞(C2C12)接种于水凝胶表面,观察其粘附和铺展情况。本文第二部分在电子数据库中进行文献检索,然后对文献进行筛选,提取纳入Meta分析的研究数据,用Review Manager软件进行Meta分析。结果:第一部分实验表明,冷冻时间较短(2天)时,冷冻温度对水凝胶的孔隙大小有显著影响,而冷冻时间较长(22天)时,没有显著影响。当冷冻温度一定时,冷冻时间会影响GelMA水凝胶的孔径。我们还发现GelMA水凝胶的溶胀性能和机械性能与冷冻温度和时间无关。体外细胞培养表明,C2C12细胞紧密粘附在水凝胶表面,且在-80℃下放置2天的GelMA水凝胶最有利于细胞的粘附和铺展。第二部分的Meta分析表明,纳入的研究之间存在明显的异质性,但是实验组和对照组之间的差异具有统计学意义,所以添加其他材料能够提高GelMA水凝胶的力学性能。对照组为≤5%GelMA水凝胶、5%～10%GelMA水凝胶和≥10%GelMA水凝胶研究之间的亚组分析结果表明亚组之间有统计学差异性,且GelMA浓度是异质性来源之一。结论:1.冷冻温度和冷冻时间会影响GelMA水凝胶的孔径;2.添加其他材料可以提高GelMA水凝胶的力学性能,且GelMA的浓度是异质性来源之一。