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人工骨修复材料
人工骨修复材料是一种用于骨折、骨缺损或骨病变修复的生物材料，它能够替代真实骨骼组织，促进骨骼愈合和再生。
在临床实践中，人工骨修复材料已经得到广泛应用，并取得了显著的疗效。
本文将对人工骨修复材料的种类、特点及应用进行介绍。
首先，人工骨修复材料主要分为生物活性材料和生物惰性材料两大类。
生物活性材料是指能够促进骨细胞生长和骨组织再生的材料，如羟基磷灰石、β-三钙磷酸钙等；生物惰性材料则是指对骨细胞无刺激作用，主要用于填充和支撑作用，如氢氧化钙、聚乳酸等。
不同的材料具有不同的特点和适应范围，医生会根据患者的具体情况选择合适的材料进行修复。
其次，人工骨修复材料具有多种优点。
首先，它们能够有效促进骨细胞的增殖和分化，加速骨组织的再生和愈合过程。
其次，这些材料具有良好的生物相容性，不易引起排异反应，有利于患者术后恢复。
此外，人工骨修复材料还具有较好的机械性能，能够提供足够的支撑和稳定，有利于骨折或骨缺损部位的愈合。
最后，人工骨修复材料在临床应用中具有广泛的适用范围。
它们不仅可以用于骨折愈合、骨缺损修复，还可以应用于骨肿瘤切除术后的骨缺损修复、骨关节置换术后的骨修复等领域。
在这些领域的应用中，人工骨修复材料能够有效提高手术效果，减少患者的痛苦，并降低并发症的发生率。
总的来说，人工骨修复材料作为一种重要的生物材料，在骨科领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步和临床实践的不断积累，人工骨修复材料的种类和性能将会得到进一步的提升，为患者的康复和健康提供更好的支持和保障。
希望本文的介绍能够对人工骨修复材料的相关研究和临床应用有所帮助，促进其更好地发展和应用。
用于人工骨的材料目前用于骨修复的生物材料分为以下几种:医用生物陶瓷、医用高分子材料、医用复合材料、纳米人工骨一．医用生物陶瓷材料生物活性陶瓷, 主要指磷灰石(AP) ,包括羟基磷灰石(HAP)和磷酸三钙( TCP)等。
目前应用最多的是HAP。
人骨无机质的主要成分是HAP,它赋予骨抗压强度,是骨组织的主要承力者,人工合成的HAP是十分重要的骨修复材料,这是由于它的组成性质与生物硬组织的HAP极为相似,并具有良好的生物相容性,可与自然骨形成强的骨键合,一旦细胞附着、伸展,即可产生骨基质胶原,以后进一步矿化,形成骨组织。
α2磷酸三钙(α2TCP)骨水泥具有水合硬化特性,可作为一种任意塑型的新型人工骨用于骨缺损填充。
它在动物体内形成蜂窝状结构,动物组织可逐渐长入此蜂窝状结构中,形成牢固的骨性键合[ 3 ]。
β2TCP[ 4 ]属可吸收生物陶瓷,在体内要被逐渐降解和吸收,但其强度较低,主要用于骨修复或矫正小的骨缺损或骨缺陷, 如骨缺损腔填充。
尽管β2TCP植入体内可被降解和吸收,新骨将逐渐替换植入体,但由于其降解和吸收速度与骨形成速度难达到一致,所以不宜作为人体承力部件。
目前磷酸钙陶瓷要用于作小的承力部件、涂层、低负载的植入体。
二．医用生物高分子材料高分子聚合物已被广泛用作骨修复材料,可降解聚乳酸( PLA)用于口腔外科,聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA)骨水泥用于骨填充,聚乙醇酸( PGA)作为可吸收螺钉用于骨固定。
生物降解材料制作的接骨材料,其弹性模量较金属更接近骨组织的弹性模量,有利于骨折愈合,且随着骨折的愈合,材料逐渐在体内降解,不需二次手术取出。
PLA[ 5 ]是一类有应用价值的生物材料,它的降解速度取决于它的分子量、分子取向、结晶度、物理及化学结构,但其降解的机制主要是因为酯键的水解。
目前PLA主要用于骨外科部件,例如骨针、骨板。
Minori et al[ 7 ]用不同分子量的PLA 和聚乙二醇( PEG)制成PLA2PEG 共聚物作为骨形成蛋白(BMP ) 的载体, 其中PLA 6 5002PEG3 000共聚物具有一定的弹性,是较好的BMP载体。
β-TCP 制备方法的研究进展3.4.5..华北理工大学临床医学院 河北唐山 063000摘要：磷酸三钙具有良好的生物活性、生物相容性以及生物降解性是理想的人体骨组织修复和替代材料在生物医学工程学领域一直受到人们的密切关注。
对磷酸三钙制备研究的最新进展进行了综述。
关键词：磷酸三钙、制备磷酸三钙（TCP ）是用于制备口腔颌面外科、整形外科、骨科修复材料的重要原料，具有优良的生物相容性。
磷酸钙的研究是在发现了低温相β-磷酸三钙（β-TCP ）的降解性能和高温相α-磷酸三钙（α-TCP ）的水化性能后才开始广泛进行的。
查阅大量文献及资料，阐述β-TCP 可降解陶瓷的几种制备方法。
1. 2. 制备工艺1.1固相反应法固相反应法通常是将摩尔比2：1的CaHPO 4·2H 2O 与CaCO 3混合，在温度为800~1000℃和时间为10h 下热处理，使其反应生成β-TCP 粉末的过程，主要反应式如式下：2CaHPO 4·2H 2O +CaCO 3→Ca 3(PO4)2+ 5H 2O + CO 2 （1）此种方法制备的β-TCP 粉末结晶度高，但得到的晶粒为微米级，且粉体含有大量未完全反应的CaHPO4和CaCO3分解产生的氧化钙。
张启焕[1]、樊东辉[2]等采用固相反应的方法，在反应温度为 940℃下制备了较纯的β-TCP 材料。
但很难混合均匀，常常反应不充分。
1.2湿式粉碎法湿式粉碎法是对固相反应法的一种改进，将CaHPO4和CaCO3粉体按摩尔比为2：1混合，按重量1:1.5加入蒸馏水，以200转/分的转速球磨20h，于80℃下干燥10h，干燥粉末在850℃下保温2h，随炉冷却。
李世普等[3]应用此方法制备出少量的β-TCP粉末。
湿式粉碎法提高了制粉效率，得到的微粉平均粒径小，颗粒分布均匀，但只能少量制备。
1.3化学沉淀法化学沉淀法是指将氢氧化钙或可溶性钙盐和磷酸盐按一定的比例混合反应，待沉淀反应后析出沉淀物，干燥、煅烧即可得到β-TCP陶瓷粉体。
生物医用人工骨修复材料研究现状1.研究背景人体骨组织本身有一定的再生和自修复能力，但只限于小面积的骨缺损，并且随着年龄的增长、疾病、其他因素，这种能力会有所衰退。
其中，软骨是一种致密的结缔组织。
关节软骨缺乏血供以及受伤后未分化的细胞难以迁移到受伤部位，所以其自身修复的能力较差。
因此对于创伤、感染、肿瘤以及发育异常的个原因引起较大的骨缺损，单纯依靠骨组织自身的修复自然无法自然自愈，需要进行骨移植手术治疗。
常用人工骨修复材料分为四类，为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料、复合材料[1]。
1.人工骨修复材料分类及特点2.1 金属材料用于人工骨的金属材料主要材料为不锈钢、钛合金、钴基合金，此外还有贵金属、纯金属钽、铌、锆。
金属材料的优点是力学强度高，缺点是可能有毒性、易腐蚀，应力遮挡效应，易造成骨质疏松[2]。
2.2 无机非金属材料无机非金属材料具有与天然骨良好的亲和性，可在人体内稳定存在，适合用作人体硬组织部位的替换材料。
磷酸钙、生物活性玻璃是骨修复研究中常用的无机非金属材料[3]。
磷酸钙有良好的生物降解性、理想的生物相容性和骨传导性。
磷酸钙表面能形成磷灰石层，与骨组织通过化学键稳定结合，进而提高与受损骨间的整合效果。
2.3 有机高分子材料骨组织工程研究中常用的有机高分子材料，根据来源可分为天然高分子与人工合成高分子两类。
其中，天然高分子包括胶原、纤维蛋白、丝素蛋白、甲壳素、透明质酸、海藻酸钠和壳聚糖等；人工合成高分子包括聚羟基乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、羟基乙酸-乳酸共聚物（PLGA）和聚已内酯[4]。
胶原是天然骨中有机质的主要组成成分，具有良好的生物相容性。
它能为钙盐沉积提供位点，同时还能与调控细胞矿化的蛋白相结合，促进骨基质矿化。
但存在机械强度较低、降解过快等不可调控的缺陷。
2.4 复合材料复合材料是根据材料的优缺点，将两种或以上的不同材料进行复合制得，不仅兼具组分材料的性质，还可以得到单组分材料不具备的新性能。
生物材料在骨修复中的应用随着生物材料的不断发展，其在医学领域中的应用越来越广泛。
其中，生物材料在骨修复中的应用备受青睐。
骨是人体内最强硬的组织之一，但一旦受到严重的创伤或疾病侵袭，就会出现骨折、骨缺损等情况。
而生物材料在这些情况下能够起到重要的作用。
1. 生物陶瓷材料的应用生物陶瓷是一种高纯度陶瓷材料，它可以与骨组织完美地融合。
在骨折或骨缺损修复中，生物陶瓷材料可以被植入到人体内部，帮助恢复骨的形态和功能。
此外，由于其稳定性和亲和性，生物陶瓷可以经过长时间的使用而不会出现任何负面影响。
2. BMP的应用BMP即骨形态发生蛋白，是一种生长因子，可以促进骨组织的再生和修复。
在骨缺损修复中，将BMP注射到植入材料或患者的身体内，可以促进骨的再生和修复，快速恢复患者的正常生活。
此外，BMP还可以作为一种非常有效的替代物，帮助患者恢复骨组织的功能。
3. 纤维素材料的应用纤维素是一种天然的多糖物质，可以从植物、真菌等生物中提取。
在骨缺损修复中，将纤维素材料注射到植入材料或患者的身体内，可以促进骨组织的再生和修复。
纤维素材料与骨组织之间的完美融合，可以有效地防止植入物的松动和脱离，降低再次手术的几率。
4. 生物降解性材料的应用生物降解性材料在近年来的医学领域中得到了广泛的应用。
在骨缺损修复中，生物降解性材料可分解成为可吸收的材料，可以有效地再生骨组织和修复缺损处。
由于其稳定性和亲和性，生物降解性材料可以经过长时间的使用而不会出现任何负面影响。
综上所述，生物材料在骨修复中的应用有着广泛的发展前景。
随着生物材料的技术不断地更新和改进，它们在骨缺损修复中的应用也将不断增强。
在未来，生物材料将能够更好地帮助人们恢复骨组织的正常功能，从而提高生活质量。
生物材料固定及其在医学上的应用生物材料固定是指将生物材料固定在患者身体内部，以促进组织修复或替代体内缺失的组织，常用于骨折治疗、关节置换、心脏血管修复等医疗领域。
生物材料包括天然材料和人工合成材料，如骨等天然材料以及金属、聚合物等人工合成材料。
生物材料固定的方法也各异，可使用钉子、螺钉、板钉、外固定器等多种方式。
骨折治疗是生物材料固定最为常见的应用之一。
在传统治疗中，骨折常采用外固定器或手术固定器进行治疗。
外固定器是一种通过在人体外部固定断骨部位的金属框架来促进骨愈合的设备。
而手术固定器包括钉子、螺钉、板钉等，通过固定骨骼的外部或内部来促进骨愈合。
随着生物材料固定技术的不断发展，近年来对于骨折治疗的新型生物材料固定方式，如利用金属材料合成的支架或头骨修复用具，以及生物活性陶瓷、生物水凝胶等也正在逐步应用于临床治疗。
除了骨折治疗，关节置换也是生物材料固定的常见应用之一。
关节置换是一种用人工材料代替患者自身关节，从而达到减少疼痛、恢复功能等效果的微创手术。
在关节置换手术中，医生会选择适合患者体质的人工关节，然后将其固定在患者身体内，为其缓解疼痛、恢复正常生活提供帮助。
此外，生物材料固定在心脏血管修复中也起到了重要作用。
例如，医生常利用生物血管替换掉体内缺失的血管，以供给心脏更好的血液通道。
这种方法被称为心脏血管替换手术。
与传统的心脏血管手术不同的是，心脏血管替换手术可以利用生物材料固定技术，将人造血管替代心脏缺失部位的自身血管，以达到心脏血管治疗的效果。
总的来说，生物材料固定不仅延伸了医生的治疗手段，同时也为许多患者带来了更好的治疗体验和效果。
未来，生物材料固定的技术势必会更加精准和高效，不断拓展其在医学领域的应用范围。
人工工骨作为用于修复或替换人体硬组织的生物材料，必须具备独特的性能。
人工骨材材料与一般工业材料的最大区别在于它们的使用环境不同：人工骨材料是在生物环境内工作，就是说，它要工作在温度为37℃左右、气压为latm*、pH值为7左右的苛刻条件下。
所以，人工骨材料不但要具备适度的力学性能，即强度、延伸率、刚度和韧性，而且还要具备生物亲和性、可灭菌性、非毒性、机能性以及耐久性。
同时，人工骨材料还必须具备独特微妙的结构，因为天然的骨头是一个多孔而又倾斜的结构体系。
本章将介绍目前人工骨材料的研究现状，特别是近年国际上在人工骨材料研究方面所取得的成果；同时，还将报告作者本人在人工骨材料研究领域所取得的成果。
作者研制的多孔钛泡沫具有良好的生物亲和性，无毒，其机械性能与天然骨的机械性能相近。
钛泡沫的结构与天然骨的结构一致，其孔空间允许新生骨芽细胞的生长侵人以及体液的传输，所以它不但能与自然骨形成生物性骨键合，与人体骨骼合而为一，而且能诱导新生骨生成，是一种具有良好临床应用前景的骨移植材料。
2.1人工骨材料的种类和特点生物材料指任何用于治疗的、包括天然的和合成的、与人的细胞直接相接触的材料。
人工骨就是用于修复或替换人体硬组织的生物材料。
随着人口的急速高龄化，中青年创伤的增加以及天生缺陷和疾病的存在，社会对人工骨材料和医学制品的需求急速增长。
老年人最常见的骨质疏松、疾病（如恶性肿瘤切除)、交通事故和火器创伤等都可能造成大型骨缺损。
用来修复骨缺损的骨替代材料可以用自体骨移植、人工骨、诱导成骨材料和异体骨移植等，其中以自体骨移植效果最好。
但自体骨来源有限，而且可能在供区造成继发性损失或并发症。
而现有的人工骨、诱导成骨材料和异体骨移植等均达不到自体骨的效果，为此，进一步寻找尽可能达到或接近自体骨移植效果的理想人工骨材料是对基础研究和临床医学的挑战。
2.1.1 陶瓷材料人体骨骼主要由胶原质（collagen)和羟基磷灰石(HA)组成，羟基磷灰石的分子式为Ca10（PO4)6(OH)2，其中钙的存在赋予骨骼以强度。
生物材料应用生物材料是指用于修复、增强、替代人体组织或器官的材料。
它们具有良好的生物相容性和生物活性，可以在人体内发挥特定的功能。
随着科技的发展，生物材料在医学领域的应用越来越广泛，并取得了显著的成果。
本文将重点讨论生物材料在骨骼修复、组织工程和药物传递等方面的应用。
骨骼修复是生物材料应用的一个重要领域。
当人体骨骼受损或骨折时，生物材料可以用于修复和重建骨骼结构。
常见的生物材料包括钛合金、高分子聚合物和羟基磷灰石等。
这些材料具有良好的生物相容性和力学性能，可以作为骨折固定器械或骨植入物使用。
此外，生物材料还可用于骨组织工程，通过生物材料的支架结构和生物活性物质的加入，促进骨细胞的附着、增殖和分化，实现骨组织的再生。
骨骼修复领域的常见生物材料应用有人工关节、骨折板和骨水泥等。
组织工程是生物材料的另一个重要应用领域。
组织工程是一种通过细胞、生物材料和生长因子等元素构建人体组织的方法。
生物材料在组织工程中扮演着支撑、修复和导向组织生长的角色。
例如，在皮肤组织工程中，生物材料可以被用作支架结构，支持干细胞的附着和扩增，促进新皮肤的形成。
在心血管组织工程中，生物材料可以被用作支架或血管替代物，帮助修复和重建受损的血管组织。
组织工程应用中常见的生物材料有蛋白质基支架、羟基磷灰石和胶原蛋白等。
生物材料在药物传递领域也有广泛的应用。
药物传递是指将药物传递到目标组织或器官，以实现治疗或预防的过程。
常见的生物材料在药物传递中被用作药物载体或控释系统。
例如，聚乳酸-羟基乙酸共聚物可以作为药物载体，将抗癌药物包裹在微球中，通过植入体内释放药物，实现对肿瘤的治疗。
生物材料还可以用于修饰药物传递系统的性质，控制药物的释放速率和目标靶向。
药物传递领域的生物材料应用可以提高药物疗效，减少毒副作用，并改善患者的治疗体验。
综上所述，生物材料在骨骼修复、组织工程和药物传递等方面具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和创新，相信生物材料会在医学领域中发挥越来越重要的作用，带来更多的医疗突破和改善人类健康的福祉。
智慧树知到《生物材料伴我行》章节测试【完整答案】智慧树知到《生物材料伴我行》章节测试答案对应章节第一章1.【判断题】材料是人类可以利用制作有用构件、器件或物品的物质，一般指人造的固体物质。
A. 对B. 错正确答案：对2.【多选题】目前，临床上应用的硬组织植入体主要有()A. 自体骨B. 同种异体骨C. 异种骨D. 人工骨正确答案：自体骨###同种异体骨###异种骨###人工骨3.【单选题】下列选项中不属于常见的整形美容的是()A. 激光治疗B. 外耳再造C. 吸脂瘦身D. 移植心脏支架正确答案：移植心脏支架4.【单选题】微整形，指利用高科技的医疗技术，在不需开刀的情况下让人短时间就能变美变年轻的新整形美容方式。
下列不属于微整形优点的是()A. 安全性高B. 创口小C. 恢复期短D. 完全无危险性正确答案：完全无危险性5.【判断题】透明质酸是人体真皮组织的成分之一，可达到快速的除皱与改变容貌的效果。
A. 对B. 错正确答案：对对应章节第二章1.【单选题】材料常见的性能中，以下不属于物理性能的是()A. 热学性能B. 声学性能C. 光学性能D. 耐腐蚀性正确答案：耐腐蚀性2.【多选题】高分子材料是由大分子链所组成的,高分子链的类型有()A. 线型B. 支链型C. 交联网状型D. 大分子型正确答案：线型###支链型###交联网状型3.【判断题】晶体的外表一般具有规则的几何形状并且还具有各向异性，晶体与非晶体都具有一定的熔点。
A. 对B. 错正确答案：错4.【单选题】生物材料植入人体内后，会对局部组织和全身产生作用和影响,下列选项属于全身免疫反应的是()A. 排异反应B. 钙化C. 体液免疫D. 肿瘤正确答案：体液免疫5.【多选题】生物材料植入体内后容易发生材料的腐蚀而失效，以金属为例，常见的腐蚀有()A. 化学腐蚀B. 生物腐蚀C. 电化学腐蚀D. 物理腐蚀正确答案：化学腐蚀###电化学腐蚀###物理腐蚀对应章节第三章1.【判断题】生物医用金属材料指用于制造人体内医疗器件的金属材料，又称植入金属材料;它能替代人体组织或器官的全部或部分功能。
人工工骨作为用于修复或替换人体硬组织的生物材料，必须具备独特的性能。
人工骨材材料与一般工业材料的最大区别在于它们的使用环境不同：人工骨材料是在生物环境内工作，就是说，它要工作在温度为37℃左右、气压为latm*、pH值为7左右的苛刻条件下。
所以，人工骨材料不但要具备适度的力学性能，即强度、延伸率、刚度和韧性，而且还要具备生物亲和性、可灭菌性、非毒性、机能性以及耐久性。
同时，人工骨材料还必须具备独特微妙的结构，因为天然的骨头是一个多孔而又倾斜的结构体系。
本章将介绍目前人工骨材料的研究现状，特别是近年国际上在人工骨材料研究方面所取得的成果；同时，还将报告作者本人在人工骨材料研究领域所取得的成果。
作者研制的多孔钛泡沫具有良好的生物亲和性，无毒，其机械性能与天然骨的机械性能相近。
钛泡沫的结构与天然骨的结构一致，其孔空间允许新生骨芽细胞的生长侵人以及体液的传输，所以它不但能与自然骨形成生物性骨键合，与人体骨骼合而为一，而且能诱导新生骨生成，是一种具有良好临床应用前景的骨移植材料。
2.1人工骨材料的种类和特点生物材料指任何用于治疗的、包括天然的和合成的、与人的细胞直接相接触的材料。
人工骨就是用于修复或替换人体硬组织的生物材料。
随着人口的急速高龄化，中青年创伤的增加以及天生缺陷和疾病的存在，社会对人工骨材料和医学制品的需求急速增长。
老年人最常见的骨质疏松、疾病（如恶性肿瘤切除)、交通事故和火器创伤等都可能造成大型骨缺损。
用来修复骨缺损的骨替代材料可以用自体骨移植、人工骨、诱导成骨材料和异体骨移植等，其中以自体骨移植效果最好。
但自体骨来源有限，而且可能在供区造成继发性损失或并发症。
而现有的人工骨、诱导成骨材料和异体骨移植等均达不到自体骨的效果，为此，进一步寻找尽可能达到或接近自体骨移植效果的理想人工骨材料是对基础研究和临床医学的挑战。
2.1.1 陶瓷材料人体骨骼主要由胶原质（collagen)和羟基磷灰石(HA)组成，羟基磷灰石的分子式为Ca10（PO4)6(OH)2，其中钙的存在赋予骨骼以强度。
骨的结构是一个精致复杂的多孔结构。
骨的表层是皮质骨，其孔隙率比较低，约为5％～10％；表层以下是海绵骨，其孔隙率比较高，达50％一90%.骨结构如图2-1所示。
骨的力学性能是依个人、年龄和骨的部位而改变的，表2-1所示总结了各种骨的机械性能及强度。
作为人工骨材料，其首要性能当然是在生物体内的耐腐蚀性和强度，但生物亲和性也是不可缺少的重要性能。
近年的研究更是注重于人工骨材料的表面处理。
根据其与生物组织的反应，生物陶瓷可以作如表2-2所示的分类：①生物体内惰性型（和自家骨直接接触，也有可能在两者之间介入线纤维皮膜）；圆生物体内活性型（自家骨与人工骨发生化学反应而结合）；圆生物体内分解型（移植后，人工骨在生物体内分解并被新生骨所替代）：作为人工骨材料，力学强度固然重要，然而，骨诱导能力、骨传导能力的具备，进而实现骨骼的修复和新生骨的形成更具魅力p 目前，很多研究都朝着这个方向即开发理想的人工骨材料而努力着。
2.1.2 高分子材料近年来高分子材料作为人工骨材料也越来越受到重视。
高分子材料包括天然的和人工合成的两大类,它们最突出的特点是柔软性、易加工性以及质量轻等。
正是因为这些特点，高分子材料被广泛应用于生物领域，如血液的包装、输液系统、导（尿）管、血液回路、血液透析器等一次性使用器具，以及人工肾脏、人工肺、血浆交换膜等人工脏器[ 高分子材料如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)即骨水泥和用于人工关节的高分子聚乙烯(polyethylene)，这类材料的生物相容性较差，与骨组织之间有纤维组织间隔。
还有一类可生物降解的高分子材料以聚丙交酯（polylactide)和聚乙醇酸(polyglycolide)为代表。
目前主要用于可降解内固定材料方面，作为植骨替代材料，多以复合材料的形式出现。
2.1.3 金属材料金属材料作为人工骨材料的研究是-个古老的课题，可以追溯至公元前数千年当时，金、银、白金等贵金属被用来治疗牙齿和骨折。
实际的考古调查也证实了在古代人的牙齿中镶嵌有金属。
就保存着的确切记录举例来说，1886年Hansmann曾用镀镍后的铁板作为骨折的内固定材料。
1920年，美国钢铁公司（U.S.Steel)的主任外科医生Sharman使用钒钢(Fe-0.5％C-O.8％Mn-1％Cr-0.2％V)制作骨折固定板，取代了在这之前所使用的强度较低的碳素钢，并根据骨头的形状设计出了固定板和固定螺丝。
这以后，不锈钢作为骨固定材料取代了钒钢骨固定而被长期使用，直到20世纪30年代前半期。
进入20世纪30年代后半期，由于上述钒钢的耐腐蚀性和疲劳强度的欠缺被逐步认识，Venablec等很多的研究人员于是推荐使用Co-Cr合金、302型不锈钢和含有钼的316型不锈钢。
第二次世界大战爆发以后，美国政府为了治疗那些受伤的伤兵，加速了整形外科材料的规格化。
Murray 和Fink向陆军和海军推荐了302型不锈钢.后来，Fink和Amatko又对302型不锈钢、316型不锈钢以及铸造Vitallium合金(Co-Cr 合金）进行了模拟人工体液中的耐腐蚀实验，发现302型不锈钢和316型不锈钢比Vitallium 合金的机械性能要优越得多，而耐腐蚀性却相距甚微。
1945年Blunt等报道了作为外科材料，含有钼的316型不锈钢比302型不锈钢具有更好的化学性能和机械性能。
后来Large又指出，钼的添加能改善不锈钢的生物亲和性。
所以，在20世纪40年代后半期，以302型不锈钢为基础添加钼而得到的316型以及317型不锈钢被导人人工骨材料。
这种具有优秀耐腐蚀性和生物亲和性的不锈钢的出现，使得金属长期而又安全的生物体内的移植成为可能。
相继的研究是把316型不锈钢中所含有的微量碳进一步降低，因而得到具有优越耐腐蚀性的316L型不锈钢。
1956 年Charnley用316L型不锈钢制造了人工关节。
1965年316L型不锈钢被制定为ASTM一65T试行标准，与Co-Cr合金一起作为人工骨材料被广泛使用。
但是近年来，金属人工骨材料的宝座又被同时兼备优越的生物亲和性、耐腐蚀性以及机械性能的钛合金所夺得。
从1951年开始被使用至今，钛合金作为生物材料的使用已有50年的历史了。
钛及钛合金作为生物材料而被讨论的研究报告比不锈钢和Co-Cr合金晚得多，最初的报告是在60多年之前。
1940年Bothe等将包括纯钛在内的各种各样的金属作了动物体内的移植实验，发现多种金属和合金都对生物组织有有害作用，而其中钛却与不锈钢和Co-Cr合金一样，表现出良好的生物亲和性，生物组织能与其紧密结合并成长。
1951年Leventhal发表了将钛埋人兔子的软组织后发现钛具有优越的生物亲和性的研究结果。
金属材料作为人工骨材料使用时，常常可能遇到金属材料的杨氏弹性模量太高而导致应力屏蔽的问题。
由于植入的人工骨材料的杨氏弹性模量太高，可能导致转移至人工骨周围的自家骨上的载荷不足，因而引起骨吸收，最后导致人工骨的松弛。
根据"Wolff”法则，当植人材料与一个承受载荷的自然组织结构结合时可能导致这个结构的组织的逐渐丧失，即当自家骨所承受的拉伸、压缩或弯曲载荷减少时，骨头的厚度会减小，骨头的质量会丧失，还可能发生骨质疏松，这种现象就叫做“应力屏蔽”。
人类社会的进步要求高质量的生活和健康愉快的社会环境。
为了促进人类的健康和延长人类的平均寿命，生物材料的研究因此成为一个非常重要的研究方向。
病人、医务人员、家庭以及整个社会要求理想的人工骨材料，各种各样的生物材料评价方法和评价标准也不断被制定。
已有人工骨材料的各种性能因此被更深入地研究，而新的更完美的材料也不断被开发。
随着研究的深入，人们发现，上述钛合金中含有的合金元素Al和V对人体有害。
铝具有强烈的神经毒性，可能导致老年性痴呆；而钒则具有强烈的细胞毒性，可能导致癌症；因此Ti-6AI-4V合金的使用在欧美国家被质疑。
最近，科学家们又以生物亲和性为前提陆续设计出了新的成分的钛合金。
第一代整形外科钛合金包括Ti-6Al-7Nb和Ti-5Al-2.5Fe.这两种合金具有与Ti-6AI-4V合金相媲美的机械性能，却排除了钒的细胞毒性及对生物体的有害作用，但其中铝依然存在。
第二代整形外科钛合金则为β钛合金，主要有Ti-Mo系合金和Ti-Zr系合金如Ti-12Mo-62r-2Fe(TMZF)、Ti-15Mo-52r-3Al、Tf 15Mo-3Nb-30(21SRx)和Ti-152r4Nb-2Ta-0.2Pd、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2P以及Ti-13Nb-3Zr。
比起前一代合金来，这一代钛合金用Mo、Zr、Nb、Ta、Pd、Fe、O和Sn等元素完全或部分取代了铝和钒，因此，不但它们的生物亲和性大大的提高，而且机械性能也因为组织中β相的出现得到了改善，即杨氏弹性模量降低了.Ti-Zr系合金则是在Ti-Mo系合金的基础上以元素Zr取代元素Mo，因为Mo被报道在动物实验中对生物组织有有害作用，而Zr则具有良好的生物亲和性。
最终，被称为完全生物亲和性钛合金的Ti-13Nb-132r合金被开发出来。
最后一代叫做“TNZT”的钛合金取得了最小的杨氏弹性模量，它们是基于Ti-Nb-Ta-Zr合金体系的，其中的代表如Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金。
合金元素的生物亲和性如图2-2所示最近，具有良好的生物亲和性，机械性能和结构均与自家骨接近因而排除了“应力屏蔽”的忧患，且允许新生骨芽细胞生长进人孔结构与自家骨结合成为一体的先进多孔钛泡沫在日本研制成功。
本章2，2节将详细介绍这种材料的制备和特点。
2.1.4 复合材料目前，随着材料制备技术和测试技术的进步，人工骨材料选用单一材料的情形已越来越少，而越来越多的是选用复合材料。
人工骨材料的复合化有两个方向，即功能上的复合和结构上的复合。
复合材料是以高分子材料（如polystyrene)等，金属材料(Co-Cr合金、Ti合钮以及不锈钢等)、羟基磷灰石和玻璃陶瓷等复合而成。
(1)陶瓷材料与金属材料的复合在机械性能优异的金属材料表面制备一层生物活性的羟基磷灰石层，可以获得具有高强度和优越生物亲和性的人造骨材料。
(2)陶瓷材料与天然或合成高分子生物材料的复合新加坡南洋理工大学开发出的人工骨复合材料的主要成分是羟基磷灰石、PEEK高分子聚合物和多孔玻璃珠，因为羟基磷灰石具有良好的生物亲和性，可以和细胞组织生长在一起；PEEK 则是一种非常稳定、不会和细胞组织产生化学反应的高分子材料，同时还具有良好的生物亲和性和热可塑性，是复合材料的基质；多孔玻璃珠是一种成分与细胞组织相近的有机物，可以被人体吸收。
