随着社会老龄化问题的加剧,需要修复口腔牙齿的人群越来越庞大,物质生活水平的提高使得更多的牙列缺失患者选择牙种植法修复牙齿。牙种植体修复涉及口腔医学、机械工程、计算机科学等学科,属于多学科交叉的生物医学工程难题。市面上种植体受到传统机加工制造方式的限制,导致其只能满足一种性能要求,不具备良好的综合性能。本文利用选择性激光熔化技术制造复杂结构的特点,结合口腔种植学相关理论,对种植体的创新结构设计、加工优化、性能研究等方面进行深入的研究。论文的主要研究内容包括如下几个方面:(1)基于口腔种植学相关理论,将结构拼接概念引入种植体结构设计中,通过结构拼接实现性能拼接;在保留V型螺纹的基础上,拼接反支撑螺纹和多孔结构,得到一种应力分布更加均匀且稳定性更好的新型结构种植体,进行加工制备。(2)分析反支撑螺纹-多孔式种植体的加工结构特点,针对其加工前期数据处理进行优化,对成型质量进行量化处理,得到总体积误差关于成型方向和分层厚度的优化模型;基于遗传算法单目标优化对新型一段式种植体加工质量模型进行求解。(3)对种植体和头骨进行模拟种植,截取并建立种植后期状态模型,进行有限元分析得到新型种植体和普通V型种植体的等效应力分布,分别从生物应力相容性和后期稳定性两方面对结果进行分析。(4)模拟种植体与牙槽骨结合,建立结合后的实体模型;将实体模型放入环境模型中,对新型种植体初期稳定性进行实际测量实验;根据14801标准组装疲劳试件,对新型3D打印纯钛种植体模型的疲劳寿命进行力学性能检测。本文采用结构拼接的思想,设计一种新型结构的一段式种植体,通过性能研究实现性能拼接,利用遗传算法对新型种植体成型质量进行单目标优化,得出最优的成型方向与分层厚度,实验结果表明,性能符合国际标准的要求,具有较好的应用价值。