种植牙因不需损伤邻牙、稳固、美观和寿命长等原因,已成为恒牙缺失治疗的首选方案。TC4（Ti6Al4V）钛合金因其机械性能、抗腐蚀性能和生物相容性优良,常成为牙种植体的首选材料;但是,其具有生物惰性和刚度过大等缺点,常导致牙种植后种植体与天然骨间缺少骨融合,而致使寿命减少或者治疗失败。采用一定孔隙率的宏观多孔结构和表面改性,能一定程度上改善钛合金支架的生物性能,从而加速牙种植体与天然骨之间的骨融合,并且延长其使用寿命。金属3D打印技术为牙科提供了新的个性化制造方法,它能更快速便捷的利用钛合金等医用材料制造出具有多孔结构的牙种植体。宏观多孔结构可降低牙种植体的刚度,从而减少钛合金种植体因“应力屏蔽”导致的骨吸收,延长种植体的使用年限。但是孔隙率必须是适当的,否则会危及它的力学性能。表面改性改善了钛合金种植体的骨结合能力,在多孔结构的基础上再进行表面改性,能使3D打印制造的牙种植体具有更令人满意的生物活性,进而加速种植体界面成骨,延长种植体的使用寿命。本研究主要内容如下:第1章,研究背景介绍。根据现有的参考资料,综述了本课题的研究现状,指出了种植牙、3D打印钛合金种植体和表面改性的特点和应用。第2章,进行牙种植体的结构设计和有限元分析。根据已有的研究,把牙种植体结构设计成具有蜂窝型多孔结构,以降低牙种植体的结构刚度。利用计算机辅助设计进行牙种植体的结构设计并建设结构模型,同时结合有限元分析验证多孔结构的牙种植体是否满足机械力学和生物力学的要求。利用hypermesh和ABAQUS软件结合,进行有限元分析。有限元分析结果表明,体部孔隙率为30%的牙种植体在有限元分析实验中表现最理想,能同时满足机械力学和生物力学的要求。第3章,进行牙种植体的制备并进行表面改性处理。分别利用3D打印技术和传统的加工方式制备牙种植体样品,并将制备好的牙种植体样品进行喷砂、酸蚀和碱蚀等表面改性处理。然后,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、水滴角测量仪、轮廓仪对种植体表面结构进行表征,研究不同的制备方法以及不同的表面改性获得的牙种植体的表面特性。结果发现,表面改性能在牙种植体表面产生不同的表面微观结构,生成微纳米级文理;表面改性改善了种植体表面的亲水性;经过碱蚀的钛合金表面生成了不定型的钛酸钠凝胶。第4章,通过体外磷酸钙沉积实验和细胞培养实验研究牙种植体的生物相容性,成骨能力和生物活性。结果,与未经表面处理的种植体相比,表面改性后的种植体在磷酸钙沉积实验中沉积了更多的羟基磷灰石,表明表面改性促进了羟基磷灰石的沉积,改善了牙种植体的生物活性。与致密的钛合金种植体相比,具有宏观多孔结构的钛合金牙种植体促进了细胞的增殖和分化,具有更好的生物相容性和成骨能力。第5章,进行全文总结与研究展望。通过研究得出结论,宏观多孔结构能改善牙种植体的生物力学,宏观多孔结构和表面改性均能改善钛合金牙种植体的生物相容性和生物活性,在宏观多孔结构钛合金牙种植体的基础上加以表面改性,极大的提高了牙种植体的成骨能力。这个改良方法有望提高牙种植体的使用寿命。