[发明专利]孔隙率可控的仿生支架的构建方法

摘要

本发明涉及一种孔隙率可控的仿生支架的构建方法。其构建步骤为：使用Micro-CT技术对自然骨进行整体扫描，从中提取松质骨数据重建获得其微孔结构模型；再利用Mimics测量松质骨模型的孔隙率；然后按照此孔隙率建立孔隙结构合适的单元体；接着利用镜像处理单元体得到三维微孔结构模型；最后将三维微孔结构模型与破损骨模型进行布尔求交运算，得到与破损部位相吻合的仿生支架微孔结构模型。本构建方法在重建和测量过程中，得到了自然骨相应的孔隙率，可以在构建中更好地模仿自然骨的特性，更有利于细胞的粘附、爬行和成骨替代，该方法构建的骨支架的外围轮廓与真实骨相同，更有利于支架的植入。参数化的构建方法可以对不同自然骨的不同孔隙率特性做出调整，便于建立支架。对单元体镜像处理获得大块模型的构建方法解决了微结构中的孔隙连通问题。

主权项

一种孔隙率可控的仿生支架的构建方法，其特征在于操作步骤如下：(1)使用Micro‑CT对所选自然骨进行整体扫描：使用Micro‑CT对所选自然骨整体进行整体扫描，以获得自然真实骨的微观三维微孔结构信息和三维空间位置密度信息的断面图像；(2)利用阈值法将Micro‑CT数据处理为二值化的图像：对上述各Micro‑CT扫描获得的断层图像使用阈值法进行二值化处理，得到仅有黑白两种灰度的图像；(3)重建自然骨的松质骨多孔结构模型：在上述灰度图像中，选取其中松质骨的图像区域，设定生成的三维模型参数值后，便可获得由数字资料构建的松质骨多孔结构模型；(4)使用Mimics软件计算模型的孔隙率及贯通率：将三维重建后的松质骨多孔结构模型导入Mimics软件中进行计算，得到相关参数；(5)UG NX下建立单元体模型：建立按此孔隙率建立孔隙结构良好的参数化单元体模型；(6)对单元体进行镜像处理：将单元体模型进行整体缩放，得到一个微孔结构完整、尺寸为2x2x2mm的单元体模型；对该单元体模型进行镜像处理，可得到所需的多孔结构模型；(7)获得支架模型：建立真实骨的实体模型，将通过镜像处理获得尺寸大于真实骨模型的三维微孔结构模型，与真实骨模型进行布尔求交运算，即得到所需的多孔结构支架模型。