3D打印在植入物方面可以发挥的优势是，通过采用正确的设计，种植体可以模制成更接近人体骨骼的形状和硬度。而有趣的是为了更加接近人体骨骼的形状和硬度，可以采用更为“自动化”的建模方式。

“自动化”的建模成就更好的植入物

上海交通大学医学院附属第九人民医院郝永强表示，理论上来讲，每次治疗都应是个性化的,但目前并不是所有患者都有那么高的个性化要求，目前多数骨科手术中使用的是标准化植入物。3D打印个性化植入物主要用于解决传统手术无法解决的问题，以及满足高端医疗需求。比如说，在骨肿瘤修复手术中个性化3D打印植入物能够满足传统方式所不能满足的需求，对于医生与患者来说是刚性需求。3D打印个性化植入物作为一种新技术将在很长时期内与传统技术共存，在刚需病例的基础上进行长期积累、总结后，将逐渐取代传统的技术。

创成式设计

乔布斯(Steve Jobs)曾经说过，21世纪最好的创新是将生物学与技术相交叉。

在设计航空航天、医疗产品或汽车部件时，此前人类可能从未想过向蚂蚁和寻光植物细胞寻求建议，但如果使用创成式设计软件来塑造零件的设计，不过这一切已经不是梦想，实际上已经在做了。根据据悉，软件方面，当前在3D打印领域，提到最多的可能是拓扑优化，而不是创成式设计。虽然很多场合二者都是混为一谈的，但细究起来创成式设计（Generative Design）是根据一些起始参数通过迭代并调整来找到优化的模型。拓扑优化（Topology Optimization）是对给定的模型进行分析，常见的是根据边界条件进行有限元分析，然后对模型变形或删减来进行优化。

创成式设计应用在医疗植入物领域的一个经典案例是加利福尼亚州的医疗公司NuVasive创建了珊瑚状的脊柱植入物，由钛制成，精确地放在两块椎骨之间。通过模仿人体骨骼的多孔性和硬度，它可以加速手术后的骨骼生长与康复。

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脊柱外科医生通常使用由高性能塑料制成的植入物，因为材料比金属刚性小，但也是多孔的。但NuVasive的研究表明，采用正确的设计，钛可以塑造成更接近人体骨骼的形状和硬度–与塑料相比更强大。但是如何在保持这种强度的同时使它变得多孔而且更加接近人体骨骼的真实状态？NuVasive尝试了创成式设计软件。

创成式设计的过程是这样的，NuVasive将约束条件（如种植体的重量和多孔性）设置到软件中，然后要求该算法提供适合该约束条件的建模解决方案。计算机建模不仅快速，而且可以破除一些思维的束缚，人类对很多事物都有着先入为主的观念，这使得原创想法并不容易实现。

设计人员在设计中用到了Autodesk的Dreamcatcher程序，创造出拥有不寻常的复杂几何结构设计作品。

为什么我们需要将生物学的概念引入制造中呢？大自然创造的生物结构巧妙而复杂，人们如何将这些大自然的作品“复制”到工业制造中呢？日益发展的智能化设计软件与3D打印技术为我们提供了一条创造仿生结构的捷径。

大自然的很多材料具有很强的适应性，而人造材料则不然。钢始终致密；陶瓷易碎，塑料有弹性。由这些制成的零件在整个过程中都表现出源材料的属性。另一方面，大自然中的很多物体出于多种目的在不同区域表现出适应性密度、弹性和脆性（例如肌肉、静脉和骨骼的组合）。

这驱动着设计者探索如何将大自然的材料在弹性、密度和脆性方面不断变化的能力引入到产品的设计中来。而这将使得未来，人们对具有微观转变的材料产生浓厚兴趣。

创成式设计将激发设计师通过手动建模不易获得的思想灵感，创造出拥有不寻常的复杂几何结构设计作品。3D打印技术由于可以将复杂的设计转化为现实，注定已成为创成式设计的“好伙伴”。