随着社会发展及医疗水平的进步,人们对医疗器械的要求在不断提高。近年来,增材制造工艺在医疗领域的应用不断深入,其快速原型的工艺特点体现出的优势,诸如医学模型、个性化植入物、辅助器械等的广泛应用,大大促进了医疗手术质量和康复效果。本课题基于增材制造工艺对三类医疗器械进行了开发和研究。(1)针对股骨头坏死二期或三期病症,在进行髓芯减压术后出现的股骨头塌陷情况,需要植入股骨头内撑植入物,其撑开后球形的结构对塌陷部位进行有力支撑。本文在原有研究基础上,对植入物的外观结构尺寸及弹簧片表面改性进行了设计改进。进行了动物实验,从一般情况观察、影像学观察及样本组织观察三个方面对材料的生物相容性及骨溶解进行了评估。通过有限元分析和动态疲劳试验,证明植入物防止塌陷功能效果明显。对髓芯开孔器械的顶出结构进行了优化,骨道推送装置实现了推送过程顶杆的联动,降低了过程滑脱风险。(2)针对呼吸暂停综合症,开发了个性化阻鼾器。该阻鼾器采用连杆式结构形式,由固齿器和连杆组成。固齿器通过牙齿数据扫描、结构优化拟合、3D打印制作、压膜后制作而成;连杆设计经过临床数据采集一定的设计样本量,确定了连杆结构的基本尺寸,对连杆进行了强度分析及参数化建模。设计完成后通过3D打印制作,之后征集数名志愿者对阻鼾器的临床效果进行了验证,结果表明止鼾效果明显。(3)对个性化康复护具进行了研究开发,其通过对骨折患部进行扫描、数据提取、结构设计、拓扑优化、功能特征设计步骤完成护具设计,之后通过3D打印工艺制作护具实体。并对部分护具的性能效果进行验证。通过两例创伤患者对护具的使用效果进行了确认,结果表明和软组织匹配吻合性高,固定精准,强度满足要求。本课题通过对基于增材制造几种医疗器械的开发研究,为此相关病症的治疗提供了临床理论基础和解决方案,具有一定的临床应用意义。