生物医用金属材料具有突出的优异综合力学性能(强度、塑性、韧性、硬度、疲劳、磨损、弯曲、扭转等)，一直是临床中用量大而广的一类生物医用材料，受到广大相关材料工作者、临床医生、医疗器械制造企业等方面的广泛关注。

　　不同化学成分及结构类型的金属材料使其能在人体中不同部位的疾病治疗中得以适配应用。整体来说，其应用优势主要包括：优良的生物相容性，无毒性，高强韧性，抗疲劳，耐磨损，优异的生物力学性能，优良的耐蚀性，优异的物理性能等。此外，金属材料的加工成形性好，性能稳定，不易受热、光、磁等因素影响，且储量较高，生产工艺成熟稳定，材料成本低等。

　　图1 植入人体中的金属关节

　　医用金属材料的应用历史非常久远。早在2000年前，古罗马人将熟铁用于制作假牙，中国人也将黄金用于牙齿修补。16世纪后，出现了将纯金薄片和铁丝分别用于颅骨缺损和断骨修复的文献记载。19世纪60年代，无菌手术技术出现后，铁、金、银等金属植入物开始得到大量应用(图1)。20世纪30年代以来，随着材料学和医学研究的快速发展，逐步开发和应用具有优异力学性能、耐蚀性能、加工性能和生物相容性的多种医用金属材料。目前，不锈钢、纯钛及钛合金、钴基合金成为医疗器械制造中使用的三大类医用金属材料。另外，形状记忆合金、金等贵金属，以及钽、铌、锆等稀有金属，也得到一定的临床应用(图2)。

　　图2 心脏冠状动脉血管支架植入示意图

　　近 20 年来，进一步提高材料的强韧性、耐蚀性、耐磨性、生物相容性，并赋予材料可生物降解、抗菌等特性，成为医用金属材料研究发展中的主要目标。目前已开发出低模量钛合金、高氮无镍不锈钢、生物可降解金属、抗菌医用金属等新型医用金属材料及相关的表面改性技术(图3)。

　　图3 不同钛金属种植体植入感染模型动物口腔牙缺失部位3个月后的组织学观察(a，a-1)纯 Ti 种植体，由于感染导致与牙槽骨之间存在很大空隙;(b，b-1)Ti-5Cu 种植体，显示明显的抗感染作用

　　中国科学家在国际上首次提出并实现了医用金属材料的生物功能化，使医用金属材料从生物惰性走向生物活性成为可能。金属3D打印制造技术的应用为个性化医疗带来了可能(图4)。这些创新突破受到材料和医学工作者的共同关注，相关医疗器械产品已逐渐开始应用于临床。

　　图4 采用电子束3D打印技术制造的Ti6Al4V合金植入物

文章来源：《医用生物力学》 网址: http://www.yyswlx.cn/zonghexinwen/2022/0207/645.html

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