金屬醫(yī)用材料人類最早利用的醫(yī)用材料之一

金屬醫(yī)用材料是人類最早利用的醫(yī)用材料之一，其應用可以追溯到公元前400~300年，腓尼基人將金屬絲用于修復牙缺失。隨后，經歷了漫長歲月的發(fā)展，直至19世紀后期，人類成功利用貴金屬銀對患者的膝蓋骨進行縫合（1880年）。人類利用鍍鎳鋼螺釘進行骨折治療（1896年）后，才開始了對金屬醫(yī)用材料的系統(tǒng)研究。20世紀30年代，隨著鈷鉻合金、不銹鋼和鈦及鈦合金的相繼開發(fā)成功并在齒科和骨科中得到廣泛的應用，逐步奠定了金屬醫(yī)用材料在生物醫(yī)用材料中的重要地位。70年代，Ni-Ti形狀記憶合金在臨床醫(yī)學中的成功應用以及金屬表面生物醫(yī)用涂層材料的發(fā)展，使生物醫(yī)用金屬材料得到了極大的發(fā)展。

醫(yī)用貴金屬是指用作生物醫(yī)用材料的金、銀、鉑及其合金的總稱。貴金屬的生物相容性較好，抗氧化、抗腐蝕性強，具備獨特的物理與化學穩(wěn)定性，優(yōu)異的加工特性，對人體組織無毒副作用。被用作整牙修復、顱骨修復、植入電極電子裝置、神經修復裝置、耳渦神經刺激裝置、橫隔膜神經刺激裝置、視覺神經裝置和心臟起搏器電極等。

鉭具有很好的化學穩(wěn)定性和抗生理腐蝕性，鉭的氧化物基本上不被吸收和不呈現毒性反應，鉭可與其它金屬結合使用而不破壞其表面的氧化膜。在臨床上，鉭也表現出良好的生物相容性。鉭、鈮、鋯與鈦都具有極相似的組織結構和化學性能，在生物醫(yī)學上也得到一定應用，被用作接骨板、種植牙根、義齒、心血管支架及人工心臟等。但總的來說，醫(yī)用貴金屬和鉭、鈮、鋯等金屬因其價格較貴，廣泛應用受到限制。
金屬醫(yī)用材料經臨床應用，主要問題還是生物相容性，源于金屬腐蝕和磨損。因為金屬材料中均含有較多的合金化元素，由于腐蝕、磨損將導致金屬離子溶出，進而引發(fā)細胞及組織液的一些生物反應，如組織反應、血液反應和全身反應，表現為水腫、血栓栓塞、感染及腫瘤等現象。鉻、鎳等離子對人體都有致敏反應。鋼中的鉻元素當呈現六價態(tài)時，對人體也有較大的毒性和過敏傾向。鎳離子除了對人體有很大毒性和過敏反應外，可能誘導有機體突變，甚至發(fā)生癌變?？茖W上早就存在的“鎳過敏和鎳致癌問題”，直到最近幾十年才受到各國重視，對日用和醫(yī)用金屬材料中的鎳含量限制越來越嚴格。因此，在發(fā)展新型醫(yī)用金屬材料時必須嚴格控制其中的金屬元素，最好是少用或不用對人體產生毒性和過敏性較大的合金化元素。
1、醫(yī)師及病人都希望采用最好的金屬醫(yī)用材料，長期使用的安全性及可靠性是對醫(yī)用金屬材料的基本要求。因此，未來金屬醫(yī)用材料的開發(fā)仍以不斷提高使用的安全性、可靠性及生物相容性為主。
2、建立有關金屬元素對人體毒性方面系統(tǒng)化的基礎數據庫，利用大數據研究分析金屬元素在人體內外毒性的相關性，以及植入金屬材料和人體的分子水平研究等。用分子生物學技術從分子水平上研究金屬元素對人體組織的影響，這樣才能進一步了解金屬醫(yī)用材料對人體的影響。
3、未來金屬醫(yī)用材料的種類有待進一步擴展，使用成本有待進一步降低。雖然在過去的幾十年中，金屬醫(yī)用材料已經得到了很快的發(fā)展，然而在臨床上使用的仍然是有限的幾種。因此，研究開發(fā)高耐蝕性、高耐磨性、高疲勞強度和高韌性生體合金依然重要。
4、對目前正在使用的金屬醫(yī)用材料，采用如3D打印等新技術和新工藝，完成醫(yī)療器械的定制化打印?，F實中患者的病情不同，醫(yī)生所要進行的手術也不同，每一個手術都有其獨特性，針對這種不同情況的定制化打印，將為醫(yī)生和患者提供便利，更有利于手術的成功。