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自从1981年Cyril Stanley Smith基于系统方法学提出材料的功能、性能、结构与制造整合链模型以来，面向机器和临床实践的仿生设计得到广泛研究．整合结构的概念来源于生物科学，它表示将不同的结构组合在一起而成为一种新型的结构．典型的整合结构有梯度结构、多孔结构、分形结构与复合结构等．由于自然材料结构的几十亿年的进化，病毒、细菌、植物与动物组织的自然结构与人造机械结构相比，具有明显的优越性．