基于遗传算法的松质骨支架孔隙空间分布控制

摘要

骨支架作为种子细胞和生长因子的载体,在骨组织工程中处于核心地位.从骨支架结构优化设计的角度出发,提出一种松质骨孔隙空间分布控制方法.该方法首先通过融合骨支架结构特征拓展基于八叉树和Dual Contour-ing算法的六面体网格划分方法,对骨支架进行六面体网格划分;然后,扩展遗传算法对六面体网格顶点进行动态调整和倾向性移动,将骨支架孔隙空间分布规律映射到六面体网格中;最后,利用等参变换将三周期极小化曲面造孔单元映射到每一个六面体中,得到骨支架孔隙微观结构的整体模型.实例分析结果表明,文中方法可有效控制骨支架孔隙空间分布.该方法有望提供与增材制造技术相适应的骨支架数字化模型.