中文摘要：

本项目根据现有骨组织工程理论和实验数据，针对人体颅骨组织缺损修复过程，提出系统的骨支架结构设计方法和性能评估模型。研究成果按照组织工程骨支架外观重建及重构方法、骨支架微观结构设计方法和骨支架结构与细胞生长关系模型分为三个部分。首先提出一种针对封闭多层三角网格模型的孔洞重建算法，用于非镜像颅骨缺损区域的外观重建；其次，分别采用晶格装配法和孔隙网络模型方法实现了孔隙率可控的骨支架微观结构设计方法，这种可控表现在方法支持自动生成孔隙率整体可控和孔隙率空间分可控的骨支架多孔结构。作为方法的支撑，研究过程中建立了参数化、可扩展的晶格单元结构数据库；最后，通过对晶格单元库中三种基本结构形成的骨支架进行灌注仿真分析，提出骨支架孔隙率和有效弹性模量之间的关系公式，建立了微孔结构和灌注条件下骨支架内部剪切应力分布的关系模型，清晰描述出骨支架中微孔形态和结构参数对组织工程骨最终成骨强度、力学相容性以及灌注过程中内部剪切应力分布的影响，可以为骨支架植入过程和体外培养的细胞活性研究提供有效的参考。