骨软骨损伤的传统临床治疗方案各有缺陷,而软骨组织工程技术则受限于难调控干细胞增殖分化等不足,相对而言,使用生物活性无细胞支架原位诱导骨软骨再生有更大的临床应用前景。天然高分子冷冻水凝胶以独特的类细胞外基质性质及贯通大孔结构而在近年来引起广泛关注,然而其力学强度与降解性能不匹配骨软骨再生需求,同时功能单一而不足以用于支持原位骨软骨再生。鉴于此,本文以具有生物活性的甲基丙烯酰化明胶（Gelatin Methacryloyl,GelMA）冻胶为研究对象,分别从增强冻胶力学与降解适配性和促进冻胶-缺损处组织相互作用等方面进行了探索,希望设计与开发出一种可稳定募集内源性干细胞及诱导定向骨/软骨分化的个性化无细胞骨软骨诱导再生冻胶支架。为改善GelMA冻胶力学强度低与降解过快等不足,利用含活性双键的丝素蛋白（SFGMA）与GelMA复合在-20℃交联成型,经甲醇溶液后处理诱导丝素蛋白β-sheet构象转变而使复合冻胶（Gel/SF）性能增强。固含量、投料比等均可通过影响冷冻浓缩进程而对冻胶的结构与性能造成影响。引入SF-GMA并诱导构象转变可显著改善GelMA冻胶性能不足,Gel/SF冻胶具有超过130μm贯通大孔,压缩强度得到大幅度提高（可达0.523Mpa,为纯GelMA的9.1倍）,降解周期相比纯GelMA冻胶得到延长（由7天完全降解变更为28天剩余20%以上）,此外Gel/SF冻胶与mBMSCs共培养的结果表明其可较好地支持细胞黏附、铺展、迁移与增殖行为。随后从结构与功能化方面入手:结合冻胶前驱液温敏特性与聚乳酸模板牺牲方法初步尝试制备了多层功能化冻胶及个性化3D支架,分层冻胶在结构上无界面而成分上具有明显分层,而个性化3D支架可支持“骨髓内容物”在孔隙中均匀快速扩散;将BMSCs亲和的E7肽引入至冻胶体系中而获得具有稳定募集mBMSCs能力的E7@cryogel,体外实验结果表明E7@cryogel具有良好生物相容性,其促进BMSCs上调对SDF-1α表达的能力随E7肽投料当量增加而稳定提高。与此同时E7@cryogel促成骨分化能力随E7投料当量增加而先上升后降低,以100μg/mL当量引入E7的功能化冻胶可作为软骨下骨修复支架。最后,在冻胶中引入双键修饰LPL肽以富集内源性TGF-β1而进一步诱导BMSCs成软骨分化。LPL@cryogel的促增殖能力弱于纯明胶/丝素蛋白冻胶,但将E7与LPL肽同时引入后（EL@cryogel）促增殖能力上调至与纯冻胶相当。LPL肽的引入是功能化冻胶亲和TGF-β1的关键因素,EL@cryogel与LPL@cryogel均能对TGF-β1实现吸附与长达7天以上的缓释。E7肽的引入可提高冻胶促软骨分化能力且能抑制肥大化,LPL肽的引入则通过富集TGF-β1而实现促软骨分化,EL@cryogel具有作为软骨诱导再生支架的潜力。