Los avances en la fabricación aditiva permiten la fabricación de estructuras complejas con detalles geométricos intrincados, lo que brinda oportunidades para el diseño de estructuras de alta resolución y transforma el potencial del desarrollo de productos funcionales. Sin embargo, los diseños cada vez más delicados traen desafíos computacionales para los paradigmas de optimización estructural, como la optimización topológica (OT), ya que la dimensionalidad del diseño aumenta con las resoluciones. La OT a dos escalas abre un camino para el diseño estructural de alta resolución para aliviar este desafío. Este artículo investiga la eficacia de introducir microestructuras basadas en funciones en la OT a dos escalas. Se consideran tanto microestructuras isotrópicas como ortotrópicas para desarrollar este marco de OT. Se explotan funciones implícitas para modelar las dos clases de materiales celulares, incluidas las superficies mínimas periódicas triples (TPMS) y funciones basadas en series de Fourier (FSF). El tensor de elasticidad de las microestructuras se calcula con homogeneización numérica. Luego, se formula un paradigma de OT a dos escalas y se propone un algoritmo basado en gradientes para optimizar simultáneamente las microestructuras y las propiedades del material a macroescala. Se prueban varios casos de referencia de ingeniería con el método propuesto, y los resultados experimentales revelan que el uso de microestructuras propuestas conduce, como máximo, a una disminución en la compliance de las estructuras óptimas. El marco propuesto proporciona direccionalidad alcanzable y una mayor flexibilidad de diseño para el desarrollo de productos de alta resolución.