[发明专利]一种基于维诺图的类骨支架结构及其设计和制备方法

权利要求书

1.一种基于维诺图的类骨支架结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：创建三维空间，放置N个随机离散点，提取各随机点坐标值(X_n,Y_n,Z_n)，n＝1,2…,N-1,N；

S2：转换坐标值为0～1内唯一对应的特征值，利用贝塞尔曲线控制特征值在0～1区间内梯度分布，约束离散点呈现梯度分布；

S3：特征值转换为实际坐标值，重建离散点空间坐标，接入Voronoi3D计算器，分割原空间生成维诺子空间；

S4：炸开子空间，提取各子空间的边界线，在边界线上自动捕捉均等距离的多份标志点，设定缩放因子具体选定标志点，标志点形成标志面；

S5：关联选定的标志面，重建子空间新边界，包夹生成初始多面体支架，调整缩放因子能够控制支架整体的体积分数；

S6：细分支架的网格表皮，柔化支架的表面和结节。

2.根据权利要求1所述的基于维诺图的类骨支架结构设计方法，其特征在于，所述S1具体为：创建三维空间，在空间中随机放置离散点，设置离散点数量N和种子数S，提取所有离散点的坐标值(X_n,Y_n,Z_n)，n＝1,2…,N-1,N。

3.根据权利要求1所述的基于维诺图的类骨支架结构设计方法，其特征在于，所述S2具体为：对于所有离散点的X、Y、Z坐标值，转换成0～1中唯一对应的值，分别建立起离散点X坐标、Y坐标、Z坐标的特征值集合，将特征值集合输入贝塞尔曲线，分别调整X坐标、Y坐标、Z坐标的特征值集合在0～1值内的分布密集程度，使得特征值在0～1区间内的分布情况呈现梯度趋势，控制离散点梯度分布。

4.根据权利要求1所述的基于维诺图的类骨支架结构设计方法，其特征在于，所述步骤S2中的贝塞尔曲线B(t)＝P_o(1-t)³+3P₁t(1-t)²+3P₂t²(1-t)+P₃t³,t∈[0,1]，由四个控制点P_o、P₁、P₂、P₃控制，调整控制点位置能够改变贝塞尔曲线，从而调整离散点X、Y、Z坐标的特征值在0～1值内的分布密集程度。

5.根据权利要求1所述的基于维诺图的类骨支架结构设计方法，其特征在于，所述S3具体为：依据调整后的X、Y、Z特征值集合重建离散点空间坐标，依据重建后的离散点在原三维空间中生成经过调控分布后的维诺子空间。

6.一种基于维诺图的类骨支架结构制备方法，其特征在于，所述基于维诺图的类骨支架结构是根据权利要求1-5任意一项所述基于维诺图的类骨支架结构设计方法设计的。

7.根据权利要求6所述的基于维诺图的类骨支架结构制备方法，其特征在于，采用3D打印制备所述基于维诺图的类骨支架结构。

8.一种基于维诺图的类骨支架结构，其特征在于，所述基于维诺图的类骨支架结构由权利要求6所述基于维诺图的类骨支架结构制备方法制备得到。