為了避免鎳的毒性作用，研究人員研制出了高氮無鎳不銹鋼[7]。近些年來，低鎳和無鎳的醫(yī)用不銹鋼逐漸得到發(fā)展和應(yīng)用。日本的物質(zhì)材料研究所(筑波市)開發(fā)了一種不含鎳的硬質(zhì)不銹鋼的簡易生產(chǎn)方法，解決了無鎳不銹鋼難以加工而制造成本太高的問題，生產(chǎn)成本低廉，有望廣泛用于醫(yī)療領(lǐng)域。

生物醫(yī)用鋁合金材料

鋁及其合金材料具有良好的性能，可塑性和生物相容好，作為植入材料早在20世紀40年代就已廣為使用，目前可承受高負荷的部件也多用鋁及其合金制成。鋁具有較高的耐蝕性，除在氫氟酸、苛性堿、熱的濃硫酸、鹽酸和硝酸的混合液溶解外，其他試劑對鋁都發(fā)揮不了腐蝕作用，體液不影響鋁的交變疲勞強度，良好的生物相容性使得鋁植入材料不刺激人體。另外，相比于不銹鋼，鋁的抗缺口裂紋擴展能力很高。

生物醫(yī)用可降解鎂合金材料

多孔鎂合金材料作為一種可降解的生物材料可為細胞提供三維生長的空間，有利于養(yǎng)料和代謝物的交換運輸。鎂本身具有生物活性，可誘導(dǎo)細胞分化生長。在材料降解吸收的過程中，種植的細胞會繼續(xù)增殖生長，有望形成新的具有原來特定功能和形態(tài)的相應(yīng)組織和器官，以達到修復(fù)創(chuàng)傷和重建功能的目的。生物醫(yī)用可降解鎂合金材料的完全可降解性和杰出的生物相容性使其有望廣泛應(yīng)用于臨床硬組織修復(fù)或替代。可降解鎂合金血管支架是鎂合金作為可降解生物醫(yī)用金屬材料研究領(lǐng)域最大的研究進展。

生物醫(yī)用鎂合金具有良好的生物相容性、力學(xué)相容性和可降解性而受到了廣泛關(guān)注，但是腐蝕速率過快又限制了其實際應(yīng)用。針對這個問題，研究者提出了鎂合金的合金化、表面處理、非晶化和復(fù)合材料等4類解決方案，實驗表明雖然抗腐蝕性能得到了明顯改善但是4類方案仍然沒有完全解決鎂合金在實用化道路上的所有問題，因此需要更好的實驗設(shè)計和方案來解決這些問題：(1)選擇對生物體無毒無害的恰當(dāng)?shù)暮辖鹪負饺腈V合金體系，使其綜合性能得到提高；(2)結(jié)合上述兩種甚至多種策略同時對鎂合金進行處理，從而同時優(yōu)化其各項性能指標；(3)進一步完善和規(guī)范生物醫(yī)用鎂合金材料的體外和體內(nèi)測試標準，加速其大規(guī)模實用化的應(yīng)用研究[8]。鎂合金的安全性和降解速率是其能否成為標準商用的可降解生物醫(yī)用材料主要影響因素。可降解鎂合金在生理環(huán)境下的腐蝕降解過程和機制、過程控制方法、生物相容性等問題還亟待進一步研究闡明。可降解鎂合金材料的未來研究方向：(1)通過合金化、冷加工、熱處理和表面處理等方法改善鎂合金的耐腐蝕性能；(2)添加合金元素對于材料生物相容性的影響；(3)對腐蝕過程中材料力學(xué)性能變化的分析；(4)可降解鎂合金材料腐蝕產(chǎn)物的成分分析以及生物安全性評價。相信在不久的將來，鎂合金必定會在醫(yī)用金屬植入材料領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[9]。

生物醫(yī)用鋯基合金材料

鋯基生物醫(yī)用合金材料因其強度高、韌性好、抗腐蝕性好且具有良好的生物相容性等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。

Zr是一種擁有優(yōu)良耐腐蝕性能、組織相容性好、無毒性的金屬，常被用作合金化元素添加進Ti合金中，以提高Ti合金的機械性能。從Zr-Ti 二元相圖可以看出，Zr和Ti能相互溶解，說明它們具有相似的物理和化學(xué)性質(zhì)。近年來，通過添加無毒副作用的合金元素對Zr合金進行強化及性能優(yōu)化開發(fā)出了新型生物醫(yī)用合金材料。

從近些年Zr基生物醫(yī)用合金材料的體系開發(fā)及相關(guān)性能研究來看：一方面，研究逐漸從單一的關(guān)注材料機械性能轉(zhuǎn)到關(guān)注材料的機械性能和生物相容性能和諧發(fā)展，未來Zr基生物醫(yī)用合金材料的研究將以不斷提高其使用安全性為主；另一方面，科研工作者也應(yīng)致力于建立Zr基生物醫(yī)用合金材料體系的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，比如體系的相圖、熱力學(xué)數(shù)據(jù)、對人體毒性的系統(tǒng)化研究、人體環(huán)境中的腐蝕機理等。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從分子水平上展開Zr基生物醫(yī)用合金材料的研究，深入了解其對人體的影響，使基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫日益完善。

此外，為推動Zr基合金在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的應(yīng)用，還應(yīng)從材料設(shè)計與制備方面加強研究，例如，從第一原理出發(fā)進行Zr基生物醫(yī)用合金材料新體系的設(shè)計，為新型合金的開發(fā)提供指導(dǎo)；從有限元分析的角度出發(fā)設(shè)計Zr基生物醫(yī)用合金材料的醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)，對復(fù)雜的挑戰(zhàn)性需求形狀進行混合加工；采用3D打印技術(shù)完成Zr基生物醫(yī)用合金植入體的定制化打印，以滿足不同患者的需求。

生物醫(yī)用可降解鋅基合金材料

大量研究表明，Zn作為新一代可降解金屬具有廣闊的應(yīng)用前景。合金化可以克服純鋅力學(xué)性能差的缺陷，另外合金化元素的加入在有效改善鋅基合金力學(xué)性能的同時也能夠給合金帶來一定的生物性能改變：Mg的添加提高了Zn的細胞相容性，Cu和Ag能夠增強合金抗菌性能，Cu2+還能對血管內(nèi)皮化產(chǎn)生積極作用。目前對鋅及其合金的研究多集中在體外實驗和小動物研究，而對于植入材料研究而言，接近于人體應(yīng)用環(huán)境的大動物實驗(原位)研究是必需的，并且在以后的研究中也應(yīng)著重提高Zn基合金的生物相容性。馮相蓺等綜述了鋅鎂合金、鋅銅合金、鋅銀合金、鋅鋰合金等鋅基合金的主要研究進展[10]。

生物醫(yī)用金屬材料——鎢

鎢是除了碳之外熔點最高的元素，由于其較好的輻射不透過性和致血栓性，純鎢機械可脫性微彈簧圈被用于介入手術(shù)治療腦動脈瘤，并表現(xiàn)出良好的生物相容性，但是鎢的可降解性往往導(dǎo)致被堵塞的血管再通以及血清中鎢離子濃度增大。

生物醫(yī)用貴金屬材料

用作生物醫(yī)用材料的金、銀、鉑及其合金總稱為醫(yī)用貴金屬。貴金屬的價格比較昂貴，但具有較好的生物相容性，因此，類貴金屬得以發(fā)展，例如仿金材料等。

醫(yī)用貴金屬(金、銀、鉑等)具有獨特的生物相容性，良好的延展性，且對人體無毒，是人類最早應(yīng)用的醫(yī)用金屬材料之一。其中，鉑族金屬是醫(yī)學(xué)上重要的鑲牙材料；另外，鉑族催化劑對氧化作用來說具有極好的催化活性，還有著良好的導(dǎo)電率和抗蝕性，可用作人工心臟的能源。

納米銀因其獨特的光學(xué)、電學(xué)、生物學(xué)特性而引起了科技界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注，成為近年來的研究熱點之一。納米銀的波長低于光的臨界波長，賦予了其透明的特性，所以被廣泛應(yīng)用在化妝品、涂層及包裝上。銀納米粒子具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、宏觀隧道效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)，開創(chuàng)了在催化劑材料、防靜電材料、低溫超導(dǎo)材料、導(dǎo)電涂層、導(dǎo)電油墨等領(lǐng)域的應(yīng)用。銀納米粒子能橫穿血管，到達目標器官，而且能附在DNA單鏈中，促使其出現(xiàn)了生物傳感、生物標記、生物成像、醫(yī)療診斷及治療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上的應(yīng)用。納米銀具有良好的廣譜抗菌能力，被應(yīng)用在藥膏和面霜中，防止燒傷及開放性傷口表面被細菌感染。銀納米材料也應(yīng)用于醫(yī)療器械及設(shè)備、水凈化裝置、運動設(shè)備、抗菌類醫(yī)藥、植入體、抗菌涂料等領(lǐng)域[11]。

其他生物醫(yī)用金屬材料

大塊非晶合金具有不同于晶態(tài)合金的獨特性質(zhì)，如高強度、高硬度、高耐磨耐蝕性、高疲勞抗力、低彈性模量等，有可能用于接骨板、螺釘、起搏器等方面。因此開展了大量的有關(guān)研究，其中尤以鈦基、鋯基、鐵基、鎂基、鈣基為主。

高熵合金是另一類具有研究前途的新型金屬材料，這是基于大塊非晶合金具有超高玻璃化形成能力的合金。高熵合金一般由5種以上的元素按照原子比或接近于等原子比合金化，其混合熵高于合金的熔化熵。五元合金相圖中，在中間位置存在固溶體相區(qū)。高熵合金具有一些傳統(tǒng)合金所無法比擬的優(yōu)異性能，如高強度、高硬度、高耐磨耐蝕性、低彈性模量、良好的生物相容性等。另外，通過添加不同的元素，如銀、銅等還可以具有抗菌性能。

從未來發(fā)展趨勢上看，可生物降解醫(yī)用金屬材料的研究將集中在：(1)通過合金化、冷加工、熱處理和表面處理等方法改善鎂合金和鐵合金的腐蝕速度；(2)合金化后添加元素對于材料生物相容性的影響；(3)為了避免植入物在早期失效，對于腐蝕過程中材料力學(xué)性能變化的分析；(4)可生物降解醫(yī)用金屬材料腐蝕產(chǎn)物的成分分析以及生物安全性評價；(5)尋找新的可生物降解合金體系，挖掘潛在的應(yīng)用可能；(6)建立更為完善的體外評價標準，使得體外實驗對于體內(nèi)實驗結(jié)果的預(yù)測更加精確。隨著可生物降解性醫(yī)用金屬材料研究的不斷深入，可以預(yù)見材料的性能將逐漸完善以滿足臨床應(yīng)用的需求，這類新材料有望部分取代部分傳統(tǒng)的生物醫(yī)用金屬材料在臨床上獲得實際應(yīng)用[12]。