自19世紀以來，人們一直采用骨移植術(shù)，通過植入自體骨、異體骨和人工骨等代替材料來修復(fù)大范圍骨缺陷。隨著社會文明進步和經(jīng)濟發(fā)展，人民生活水平日益提高，人類對自身的醫(yī)療康復(fù)事業(yè)格外重視。社會人口老齡化、交通工具大量涌現(xiàn)，生活節(jié)奏加快，疾病、自然災(zāi)害、事故的頻繁發(fā)生和局部戰(zhàn)爭等，導(dǎo)致人類意外傷害劇增。目前，每年發(fā)生創(chuàng)傷的人數(shù)在全世界約數(shù)千萬，在我國約數(shù)百萬，其中有相當(dāng)一部分是骨創(chuàng)傷者。同時，創(chuàng)傷、腫瘤和感染等原因造成的骨缺損每年都在折磨著眾多的患者。據(jù)了解，2005年我國醫(yī)療器械產(chǎn)值約為800億元人民幣，其中與人體接觸、介入或植入人體內(nèi)的醫(yī)療器械約占整個市場的50%，2008年全球脊椎修復(fù)材料的產(chǎn)值就達到了7億～8億元，可見，對植入性材料的需求隨著社會的發(fā)展、科學(xué)的進步與日俱增。

    隨著鈦和鈦合金在飛機上的成功應(yīng)用，它們也逐漸進入到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，由于其良好的力學(xué)性能和生物相容性等，成為了最具發(fā)展前景的醫(yī)用金屬材料之一。但是醫(yī)用金屬材料植入體內(nèi)后長期浸泡在含有有機酸、堿金屬或堿土金屬、Cl-離子等構(gòu)成的恒溫電解質(zhì)環(huán)境中，加之蛋白質(zhì)、酶和細胞的作用，其環(huán)境非常復(fù)雜，如圖6-109所示為植入圖解，由于植入材料在植入人體后發(fā)損耗，使得鈦合金植入材料的使用壽命受到限制。如圖6-110所示為人體大臂中嵌入的骨板和骨釘，由于骨板骨釘疲勞腐蝕，骨折不愈，術(shù)后9年左上臂再次外傷，不得不進行二次手術(shù)，取出外固定支架再植入新的骨板。以如圖6-111的人造關(guān)節(jié)為例，一般為20～30年左右，如果由于養(yǎng)護或使用不當(dāng)還會大大降低其壽命，致使人造關(guān)節(jié)功能喪失，由此不僅需要二次手術(shù)，還會帶來一定的經(jīng)濟開銷。以人造膝關(guān)節(jié)為例，每只花費一般在4～6萬左右，加之手術(shù)以及后期護理的費用，這筆開銷是非常昂貴的，對于大多數(shù)人很難承受。由于醫(yī)用材料腐蝕而引發(fā)二次手術(shù)，不僅需要花費大筆的費用，還要承受痛苦的折磨，如果能加強醫(yī)用材料的腐蝕，延長其使用壽命，對于減輕植入者的痛苦，減少醫(yī)用的費用，節(jié)約材料都大有裨益。

    Mg是一種非常輕的金屬，它的密度是1.74g/cm3,在所有的金屬結(jié)構(gòu)材料中密度最小，與人體骨的密度接近，并且Mg具有優(yōu)良的生物力學(xué)相容性，彈性模量和抗壓屈服強度也更加接近人體骨，因此更適于在骨等硬組織修復(fù)和心血管介入支架方面的臨床應(yīng)用，如圖6-112為血管支架效果圖。

    由于植入材料的工作環(huán)境是在人體內(nèi)部，人的體液成分和工作機理十分復(fù)雜，并且存在大量的Cl-離子，恰恰鎂合金在含Cl-介質(zhì)中呈現(xiàn)嚴重的局部腐蝕，如圖6-113所示，這使得鎂合金醫(yī)療器械的服役壽命很難估計，同時，鎂合金腐蝕引入的化學(xué)元素，如鋁、鋅、鐵等元素，隨著鎂合金的腐蝕與降解速度過快，可能會引起人體內(nèi)微量元素含量超標，長期使用會損害植入者健康。鎂合金植入材料的過快腐蝕會使材料的使用壽命難以估計，并且還會帶來其他附加疾病，甚至可能引起二次手術(shù)，增加了病患的痛苦。同時，二次治療的費用也是比較昂貴的，以心血管支架為例，國產(chǎn)支架手術(shù)的收費大約在每支2萬左右，植入進口支架大約每支3萬左右，且植入支架數(shù)量視心血管堵塞情況而定，此外手術(shù)還要考慮到有無并發(fā)癥、病變與否等諸多情況，如若由于材料發(fā)生腐蝕而需要定期更換，醫(yī)療費用是相對比較高的。

    重復(fù)使用的手術(shù)器械，使用后，從回收、分類、清洗、消毒、干燥、器械的檢查、保養(yǎng)、包裝、滅菌、儲存、發(fā)放等處理步驟，涉及到許多復(fù)雜循環(huán)操作過程，在這些過程中，常常會造成器械生銹，如圖6-114。醫(yī)療器械雖然大部分是不銹鋼材質(zhì)，具備較強的抗腐蝕性，但仍較容易被離子含量較高的弱酸性物質(zhì)如血液、黏液及體液等腐蝕，且細胞外液中含有大量氯元素，它會強烈的腐蝕不銹鋼。于此同時，消毒劑、生理鹽水、滅菌蒸汽、外來銹物也會引起器械銹蝕，有時器械在清洗后沒有進行有效的上油維護也會出現(xiàn)銹蝕。銹漬是醫(yī)療器械最主要的污染物之一，它的存在不但會對器械造成損壞，影響器械的壽命，還會滋生細菌，影響消毒滅菌效果，造成消毒滅菌失敗，如果使用這樣的手術(shù)器械，可能會造成交叉感染，嚴重的可能還會危及患者生命。每年由于器械腐蝕而不得不更換大批的手術(shù)器械，帶來了一大筆經(jīng)濟開支。