多孔材料在人工植入体上的应用一直以来都是相关领域研究的热点。在医用植入体领域,金属多孔材料因其具有较好的可塑性和强度,被广泛的应用,以解决“应力屏蔽”效应造成的生物相容性低、再骨折等问题。由于人的骨组织具有非常复杂的不规则性,规则单元金属多孔结构已经难以满足力学性能可控、结构仿生的要求,本文综合上述原因展开研究,基于Voronoi算法设计了一种通过概率球模型控制的不规则多孔结构,并通过选区激光熔化技术进行了制备,且对制备的不规则多孔结构进行了力学性能测试和生物相容性研究。本文研究内容如下:（1）不规则多孔结构的设计。通过概率球模型,达到对空间随机点的控制,以Voronoi-Tessellation原理,对约束随机点的空间区域进行网格划分,提取划分空间区域的轮廓线,构成多孔结构的骨架,并对骨架进行了包边处理,完成对不规则多孔结构的建模。本文在此基础理论上,通过参数化建模软件Rhinoceros对不规则多孔结构进行了建模,并对不规则多孔结构参数进行了表征,为不规则多孔结构的设计提供了一种新的思路。（2）多孔结构的制备。多孔结构因其具有复杂的几何特性,借助选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术完成了多孔结构的制备。为了制备良好力学性能和微观结构的金属多孔植入体,研究了工艺参数对316L成形零件致密度、孔隙差和粗糙度的影响。结果表明,最优工艺参数下制备的样件,其致密度为99.25%,孔隙率差值为0.60%,表面粗糙度为4.39μm。体能量密度为109.65～145.83J/mm3时粉末的熔化状态最好。（3）多孔结构的力学性能分析。通过准静态压缩试验,测试了多孔结构的表观弹性模量和抗压强度,并建立了孔隙率、弹性模量和抗压强度的多元非线性预测模型。结果表明,不规则多孔结构的最佳结构参数为孔棱直径0.4mm,不规则度0.2,种子点数294个,单元距离1.72mm,本文设计的多孔结构,其弹性模量和抗压强度与人体自然骨组织相接近,符合医用多孔结构的应用要求。（4）多孔结构生物相容性研究。利用优化的工艺和建立的多元非线性预测模型,设计并制备了孔隙率和不规则度两个系列多孔结构,对其进行了体外细胞培养。结果表明,SLM制备的316L不锈钢多孔结构,在进行细胞体外培养过程中,细胞呈现出较好的生长状况,高孔隙率和高不规则度会促进细胞增殖和分化。