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关于维生素d对试管婴儿的相关影响的研究不多，且存在争议。有研究显示，接受超促排卵的不孕患者，常常维生素D缺乏（血清25(OH)D<20 ng/ml），发生率约为21%-31%，补充维生素D可使血清抗苗勒氏管激素（amh）水平恢复正常，有利于改善妊娠结局。
此外意大利研究人员追踪了154名维生素D缺乏的女性和181名血液中含有足够维生素D的女性。研究发现由于具有足够激素水平的女性更有可能生产出高质量的胚胎，研究人员认为维生素D参与了卵巢中优质卵子的产生以及胚胎在腹部里的成功植入。而血液中维生素D水平至少为20 ng / ml的女性被认为具有足够的激素水平。建议一般健康水平为30 ng / ml。
另一项对84例做试管婴儿的不孕妇女的研究发现，血清和卵泡液中的维生素D水平高的妇女，其妊娠率也较高，因此提出女性维生素D是试管婴儿成功的独立预测因素。
但是也有研究显示353例试管婴儿治疗患者中，虽然维生素D缺乏伴有妊娠率下降趋势，并无统计学差异；最近的一项随机、双盲小样本的研究显示，给予健康女性补充维生素D并未明显改善试管婴儿治疗结局。
如何补充
维生素D缺乏及不足的标准目前尚无共识，正常情况下，人们通过均衡饮食、晒太阳等途径就可以获取足够的维生素D3。因为维生素D和生殖健康的关系，维生素缺乏与试管婴儿结局的潜在相关性，因此推荐孕前补充维生素D（>=400IU/每天），一般在孕妇专用的复合维生素里均有足够的维生素D的成分。
由于维生素D补充剂是一种廉价而简单的干预措施，几乎没有相关副作用，因此该领域的其他研究有可能显着影响不孕症的治疗方式。也有学者建议患者，男性和女性，将补充多种维生素作为生育计划的一部分。即使患者具有良好的饮食和生活方式，多种维生素也能确保身体获得所需的一切，以达到最佳水平。