[发明专利]一种三维人工随机多孔结构组织工程支架的制备方法

摘要

一种三维人工随机多孔结构组织工程支架的制备方法，涉及生物材料技术领域。本发明旨在解决组织工程支架仿生结构的设计与制造问题，提出了一种在期望的孔隙率、孔径要求下构造具有仿生形态的随机分布的支架多孔结构的设计方法，并采用3D增材制造方法成形，制成组织替代物。本发明的优点为：支架具有符合仿生要求的3D通孔结构，保证营养物质传输和废物代谢的同时还兼顾一定的仿生力学性能；能方便地控制支架孔隙率和孔隙尺寸的分布范围，构建具有期望功能梯度的随机孔隙结构，以实现结构仿生特性；该方法适用材料广泛，如：金属材料、非金属材料以及医用高分子材料等，可满足用户个性化的组织修复需要。

主权项

一种三维人工随机多孔结构的组织工程支架的制备方法，该方法基于三重周期最小表面（triply periodic minimal surface，简称TPMS）方法设计随机多孔结构，并采用增材制造方法制备该支架，具体步骤是：第1、建立人工随机多孔结构支架的3D数字化内部和外部模型，步骤为：a、构造随机函数，使得函数值域在自然骨的孔隙率、孔隙尺寸的要求范围内；b、将随机函数代入TPMS隐式函数中的孔隙率控制项和孔隙尺寸控制项中，支架的内部形态结构由所构建的TPMS隐式函数控制，建立支架3D数字化的内部结构模型；c、根据自然组织的外部形状数据或者人工植入物的外形数据，建立支架的3D数字化外表面模型；d、将b步建立的内部结构模型和c步建立的外表面模型相结合，生成最终的实体模型并以STL格式导出，用以指导后续的3D增材制造过程；第2、采用3D增材制造方法制备人工随机多孔结构支架。