骨细胞更喜欢附着在支架有角的地方生长，这种现象可以简单地叫做“弯曲生长效应”。多孔结构在受到外力发生弯曲或者拉伸变形的时候，它的单元结构可以分成弯曲主导型和拉伸主导型。那些随机的像海绵或者泡沫一样的结构都是弯曲主导型，有框架支撑的结构就是拉伸主导型啦。拉伸主导型结构整体的强度和刚度跟表观密度是成线性比例变化的哦。而且在相对密度一样的时候，拉伸主导型的刚度和强度会明显更高呢，就像三角形的三维结构，还有它衍生出来的四面体和八面体单元，这些都是典型的拉伸主导型。

所以呢，我们这次研究选了正立方体、有水平支撑的正八面体，还有由径向排列的辐条和围绕圆周向连接的支架相结合形成的蜘蛛网横截面这三种孔型。首先呢，这三种孔型都有很多角形设计，这样能促进细胞附着和生长；其次呢，它们都有框架支撑，是拉伸主导型结构，能更好地抵抗外力。所以这三种孔型既能促进骨头结合，又能提高机械性能。

不过因为技术问题，正立方体孔型试件里面的大部分孔隙都被没融化的钛颗粒堵住了，所以在机械性能实验里，我们只研究了正八面体和蜘蛛网横截面孔型的试件。在我们这次研究里，当孔径和分级设计一样的时候，所有蜘蛛网横截面试件比正八面体试件在抗压强度、压缩弹性模量、抗弯强度和弯曲弹性模量这些方面都有显著增强，机械性能更高。

对于孔径呢，以前有学者觉得能促进细胞长入的孔径没有下限，但是后来又有学者提出大孔径可以增加表面积、促进血管化，纳米级的孔径只是有利于细胞附着。而且还有研究说小孔隙有利于在成骨之前诱导软骨形成，微米级的大孔会直接促进成骨。考虑到对血管化的促进作用和细胞增殖需要跨越一定距离，很多研究都认为孔径得大于300μm。虽然我们没办法得出最佳值，但是有学者在充分考虑细胞生长、血管化和机械强度这些因素之后，建议最佳孔径应该在300 - 600μm这个范围里。很多多孔植入物研究的孔径设计值和结论里的孔径推荐值都在这个推荐范围内。

对于孔隙率呢，有研究表明，多孔植入物孔隙率不低于40%的时候，骨头生长情况会比较好。从现在骨组织工程领域和口腔种植领域的大多数研究来看，为了得到好的生物力学相容性和成骨效果，大部分研究设计的多孔种植体孔隙率低的在30% - 40%，高的在70% - 80%，但是具体在什么范围内还没有一个明确的共识。所以呢，按照惯例，我们这次研究选了400μm、500μm、600μm这三种在推荐范围内的孔径，最后全孔组和梯度组的孔隙率是按照孔径增大孔隙率也增大的趋势，把所有模型的孔隙率控制在50% - 70%之间。