生物制造是先进制造技术的一个分支，是传统制造技术与生命科学、信息科学、材料科学等领域结合并采用生物形式制造或以制造生物活体为目标的一种制造方法。生物建模是生物制造中的重要组成部分，它为生物骨组织工程支架的制备提供了三维数据模型，其最终目的是构建既有外部宏观结构又有内部微观多孔结构的组织工程支架。目前，缺损骨组织工程支架构建已成为国内外组织工程与生物制造领域的研究热点。 本文以研究面向生物制造技术为主线，探讨了缺损骨的支架构建机理，并系统阐述了用于缺损骨的仿生建模方法、策略和模型。在此基础上，重点围绕缺损骨及其修复体的三维建模技术，对实施缺损骨仿生支架构建系统的结构进行了分析，对修复体仿生支架建模的方法进行了分析和讨论，并提出了一些新的概念和观点。本文得到了上海市科委基础重点项目、上海市教委重点项目和上海市科委专利二次开发项目等的资助，并以上海市组织工程研究与开发中心和上海市第九人民医院的临床应用环境为对象，研制开发了缺损骨仿生支架三维重建原型系统。 本文首先阐述了课题研究的来源、研究背景、意义，对相关研究的国内外发展状况进行了综述，从组织工程学的观点分析了骨组织的生物特性和骨组织工程支架的作用，对缺损骨仿生支架重建的相关基础理论与方法进行了讨论，据此提出了缺损骨仿生支架三维重建系统的总体设计方案。 本文提出了缺损骨组织工程支架的特征定义，根据特征定义，分析了骨组织工程支架构建技术，分析了缺损颅骨仿生支架三维重建的内容与方法，提出了缺损骨组织工程支架外部特征构建方法，在医学图像三维表面重建技术以及现有计算机辅助设计技术的基础上，提出了缺损骨组织工程支架内部宏结构特征的两种构建方法-基于参数表达式和基于医学图像的构建方法，实现了缺损骨修复体的三维重建以及修复体的仿生支架建模。 本文将现代数学工具-小波技术应用于骨组织工程支架的建模，提出了基于小波变换的医学图像边缘检测机理，以及基于极大模法提取缺损骨图像边缘方法(包括局部极大模法和极大模法的快速算法)，给出了通过小波变换极大模法提取缺损骨图像边缘的实验结果，探讨和分析了二维小波对医学图像的分解与重构算法，同时也给出了对原始颅骨CT医学图像进行一次小波变换后的频率分布及图像分解示例。 本文在上述理论与方法研究的基础上开发了一个原型系统-缺损骨仿生支架三维重建系统，该系统实现了包括内部宏结构的缺损骨组织工程支架三维模型重建。该系统已通过上海市软件测试中心的测试。