Porous GelMA（多孔甲基丙烯酰化明胶，Porous Gelatin Methacryloyl）是在 GelMA 三维交联网络基础上进一步构建孔隙结构形成的多孔材料。与普通致密 GelMA 凝胶相比，其*大的结构区别在于内部存在尺寸可调的孔道以及不同程度的孔间连通结构。GelMA 本身通过明胶分子上的甲基丙烯酰基参与自由基聚合形成网络，因此材料可以利用光交联过程实现快速定型；在此基础上引入致孔、相分离、冻干、气泡模板或微流控等方法，则可以进一步赋予网络宏观孔结构。

多孔 GelMA 的性能很大程度上由“孔径、孔隙率和连通性”三个参数共同决定。孔径描述单个孔腔的空间尺度，孔隙率反映材料内部空隙所占比例，而连通性则决定不同孔之间是否存在连续通道。即使两个材料具有相同的总孔隙率，如果一个体系以大量封闭孔为主，另一个体系形成高度互联的开放孔网络，它们的吸水、扩散和力学行为也可能明显不同。因此，多孔 GelMA 的设计不能只关注孔隙率，而需要进行完整的三维结构分析。

制备多孔结构可以采用多种路线。例如，冻干法利用水相冻结形成冰晶模板，在升华后留下孔道；相分离方法则利用聚合物与另一相之间的不相容性形成微区；盐析或颗粒浸出可以通过去除固体模板获得孔隙；气泡模板则通过引入气相形成孔腔。近年来，微流控液体泡沫和液滴模板也可用于获得更加规则的孔结构。相关研究已经利用微流控泡沫和液滴模板构建具有较规则孔径的 GelMA 多孔材料。

如果希望获得更加均一的孔径，可以考虑将前驱液黏度、模板尺寸和交联速度同时进行控制。GelMA 浓度提高后，前驱液黏度通常增加，能够影响气泡或液滴的形成与稳定；甲基丙烯酰化程度则会影响最终交联密度。光照强度和照射时间也会改变网络形成速度。交联太慢时，模板结构可能发生塌陷；交联太快时，则可能限制体系在成型过程中的结构调整。因此，多孔 GelMA 的制备本质上是“模板形成”和“网络固定”两个过程之间的平衡。

孔结构还会直接影响水分进入材料内部的速度。开放且互联的孔道可以形成较短的液体传输路径，而封闭孔主要贡献于总体孔隙率，却不一定有效参与物质交换。已有研究比较了不同 GelMA 多孔结构，发现高度互联的大孔结构与普通块状 GelMA 在吸水性能方面存在明显差异。因此，在材料评价中可以同时开展吸水率、溶胀动力学和示踪分子扩散实验，从多个角度判断孔道是否真正具有有效连通性。

多孔结构也会改变材料的力学响应。相同聚合物组成下，提高孔隙率通常会降低整体表观密度，并可能降低压缩模量；但如果孔壁交联程度提高，则可以部分抵消这种影响。因此，不能简单认为“孔隙率越高越好”，而应根据目标材料所需要的刚度、回弹性和结构稳定性确定合理孔结构。可以采用压缩测试、流变学和循环加载实验建立孔隙率与力学参数之间的关系。

表征多孔 GelMA 时，SEM 是常用方法之一，可观察干燥状态下的孔壁和孔径分布；冷冻 SEM 更适合尽量保留水凝胶湿态结构。Micro-CT 则可以提供三维孔道信息，用于分析孔径、孔隙率以及连通网络。2026 年相关研究进一步利用 X 射线微计算机断层扫描分析 GelMA 多孔材料与水凝胶颗粒的内部结构，强调了三维结构定量表征的重要性。

在配方优化过程中，还可以把 GelMA 的甲基丙烯酰化程度作为重要变量。较高的取代程度通常意味着更多可聚合基团，能够形成更高交联程度的网络；而较低取代程度则可能产生更柔软、溶胀程度更高的结构。将取代度与孔隙率两个参数交叉组合，可以获得一系列不同结构的多孔材料，从而研究化学网络与宏观孔结构之间的协同关系。

总体而言，Porous GelMA 的核心价值在于将 GelMA 的可光交联特征与多孔结构工程结合起来。通过控制模板、相分离、气泡、冻干或微流控成型过程，可以调节孔径和连通性；通过改变 GelMA 浓度和甲基丙烯酰化程度，则可以进一步控制孔壁网络。最终形成的材料性能由化学交联和宏观孔结构共同决定。

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