竹子的模量梯度、莲藕的贯通通道、丝瓜络的多孔肌理、蜂巢的轻量化结构——自然界早已为多孔植入物写好了设计图纸，关键在于工程师如何读懂并复现它。
2026年9月2日下午，在“临床驱动：医工结合与供应链创新设计论坛”上，上海朗迈医疗器械科技有限公司子公司（朗迈科太）管理者代表、研发主管朱梁先生发表了题为《金属3D打印赋能骨科器械》的演讲。
多孔植入物设计领域目前正面临着规则晶格节点应力集中易疲劳、仿生拓扑设计成本高、以及孔隙率与孔径在不同适应证中贡献度难以权衡等行业痛点。
朱梁研发主管的核心论点是：必须以“自然仿生+力学驱动”为设计主线，围绕结构稳定、功能实现与软硬组织平衡三大维度，实现多孔结构与组织的精确匹配，让植入物从“刚性固定”走向“精准仿生、智能再生”。
1. 源自自然的五大设计思路
朱经理系统梳理了多孔结构设计的五种路径：
基于规则晶格的结构（简单且利于仿真，但节点易应力集中）；三轴直角曲面等数学方程驱动的连续曲面（应力传导均匀）；梯度多孔结构（含分区式与连续式两类）；仿生多孔结构（模仿松质骨、金刚石晶格，已有多年临床应用的髋关节、膝关节重建案例）；功能分区设计（承载区与骨长入区各司其责）；以及最前沿的力学拓扑优化——以力学为目标函数实现材料空间最优分布，但成本高、需额外支撑。
自然界的竹子（模量梯度过渡）、莲藕（宏观贯通通道利于细胞迁移血管化）、丝瓜络（松质骨“孪生兄弟”兼表面粗糙增摩）、蜂巢（轻量化高比强度）均为设计提供直接灵感。
2. 多孔-组织匹配的三维参数体系
匹配需从几何形态（外形1:1、表面粗糙）、空隙特征（孔隙率50%-80%、全联通无闭孔）到力学性能（弹性模量、强度与周围骨组织适配）综合考量。不同适应证对孔径与孔隙率的贡献优先度不同——如大段骨缺损以血管化与骨长入深度为核心诉求，两者贡献度同等重要。
3. 工艺选型与企业实践
激光选区熔化（SLM）光斑小、精度高、表面质感好，但需后续热处理；电子束熔化（EBM）于真空中高温成形、残余应力低、可免热处理。
朱经理介绍，朗迈的多孔结构设计理念源自“肥皂泡”——力学分布均匀，结合孔径尺寸理念综合制造，产品覆盖关节、脊柱等植入物及骨缺损定制方向。朗迈医疗成立于2012年，总部位于上海孙桥，产品覆盖骨科创伤、脊柱微创等领域，并在新材料方向持续投入。