自19世纪以来，人们一直采用骨移植术，通过植入自体骨、异体骨和人工骨等代替材料来修复大范围骨缺陷。随着社会文明进步和经济发展，人民生活水平日益提高，人类对自身的医疗康复事业格外重视。社会人口老龄化、交通工具大量涌现，生活节奏加快，疾病、自然灾害、事故的频繁发生和局部战争等，导致人类意外伤害剧增。目前，每年发生创伤的人数在全世界约数千万，在我国约数百万，其中有相当一部分是骨创伤者。同时，创伤、肿瘤和感染等原因造成的骨缺损每年都在折磨着众多的患者。据了解，2005年我国医疗器械产值约为800亿元人民币，其中与人体接触、介入或植入人体内的医疗器械约占整个市场的50%，2008年全球脊椎修复材料的产值就达到了7亿～8亿元，可见，对植入性材料的需求随着社会的发展、科学的进步与日俱增。

    随着钛和钛合金在飞机上的成功应用，它们也逐渐进入到医学领域，由于其良好的力学性能和生物相容性等，成为了最具发展前景的医用金属材料之一。但是医用金属材料植入体内后长期浸泡在含有有机酸、碱金属或碱土金属、Cl-离子等构成的恒温电解质环境中，加之蛋白质、酶和细胞的作用，其环境非常复杂，如图6-109所示为植入图解，由于植入材料在植入人体后发损耗，使得钛合金植入材料的使用寿命受到限制。如图6-110所示为人体大臂中嵌入的骨板和骨钉，由于骨板骨钉疲劳腐蚀，骨折不愈，术后9年左上臂再次外伤，不得不进行二次手术，取出外固定支架再植入新的骨板。以如图6-111的人造关节为例，一般为20～30年左右，如果由于养护或使用不当还会大大降低其寿命，致使人造关节功能丧失，由此不仅需要二次手术，还会带来一定的经济开销。以人造膝关节为例，每只花费一般在4～6万左右，加之手术以及后期护理的费用，这笔开销是非常昂贵的，对于大多数人很难承受。由于医用材料腐蚀而引发二次手术，不仅需要花费大笔的费用，还要承受痛苦的折磨，如果能加强医用材料的腐蚀，延长其使用寿命，对于减轻植入者的痛苦，减少医用的费用，节约材料都大有裨益。

    Mg是一种非常轻的金属，它的密度是1.74g/cm3,在所有的金属结构材料中密度最小，与人体骨的密度接近，并且Mg具有优良的生物力学相容性，弹性模量和抗压屈服强度也更加接近人体骨，因此更适于在骨等硬组织修复和心血管介入支架方面的临床应用，如图6-112为血管支架效果图。

    由于植入材料的工作环境是在人体内部，人的体液成分和工作机理十分复杂，并且存在大量的Cl-离子，恰恰镁合金在含Cl-介质中呈现严重的局部腐蚀，如图6-113所示，这使得镁合金医疗器械的服役寿命很难估计，同时，镁合金腐蚀引入的化学元素，如铝、锌、铁等元素，随着镁合金的腐蚀与降解速度过快，可能会引起人体内微量元素含量超标，长期使用会损害植入者健康。镁合金植入材料的过快腐蚀会使材料的使用寿命难以估计，并且还会带来其他附加疾病，甚至可能引起二次手术，增加了病患的痛苦。同时，二次治疗的费用也是比较昂贵的，以心血管支架为例，国产支架手术的收费大约在每支2万左右，植入进口支架大约每支3万左右，且植入支架数量视心血管堵塞情况而定，此外手术还要考虑到有无并发症、病变与否等诸多情况，如若由于材料发生腐蚀而需要定期更换，医疗费用是相对比较高的。

    重复使用的手术器械，使用后，从回收、分类、清洗、消毒、干燥、器械的检查、保养、包装、灭菌、储存、发放等处理步骤，涉及到许多复杂循环操作过程，在这些过程中，常常会造成器械生锈，如图6-114。医疗器械虽然大部分是不锈钢材质，具备较强的抗腐蚀性，但仍较容易被离子含量较高的弱酸性物质如血液、黏液及体液等腐蚀，且细胞外液中含有大量氯元素，它会强烈的腐蚀不锈钢。于此同时，消毒剂、生理盐水、灭菌蒸汽、外来锈物也会引起器械锈蚀，有时器械在清洗后没有进行有效的上油维护也会出现锈蚀。锈渍是医疗器械最主要的污染物之一，它的存在不但会对器械造成损坏，影响器械的寿命，还会滋生细菌，影响消毒灭菌效果，造成消毒灭菌失败，如果使用这样的手术器械，可能会造成交叉感染，严重的可能还会危及患者生命。每年由于器械腐蚀而不得不更换大批的手术器械，带来了一大笔经济开支。