医用金属材料也被称为外科植入金属材料,主要用于诊断、治疗,以及替换人体中的组织或增进其功能。近20年来,虽然金属医用材料相对于高分子材料、复合材料以及杂化和衍生材料等生物医用材料的发展缓慢,但其具有高的强度、良好的韧性及抗弯曲疲劳强度、优异的加工性能等许多其它几类医用材料不可替代的优良性能,是临床应用中最广泛的承力植入材料。尤其随着金属3D打印技术的发展,金属医用材料得到了更广泛的应用,最重要的应用有:骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等。
据中研产业研究院报告《2020-2025年中国生物金属材料行业深度分析与投资发展趋势预测报告》分析显示
目前临床应用的医用金属材料主要有不锈钢、钛及钛合金、钴基合金等,生物可降解镁合金是近年来快速发展的新型医用金属材料,有诱人的临床应用潜力。医用金属材料主要应用于骨科、齿科及矫形外科的内植入物及人工假体等植入医疗器械的制造,以心血管支架为典型代表的各类管腔支架,以及各式各样的外科手术器械和工具,为延长患者寿命、改善患肢功能、提高患者的整体生活质量发挥了重要作用。
镁合金在医学中十分抢手,由于其具有良好的可吸收性和生物相容性,具有可控的腐蚀速率,能促进成骨,并可在骨愈合后自行降解消失等特点,被誉为“革命性的金属生物材料”。可降解金属不仅成为生物医用金属材料领域最热、最活跃的研究方向,也成为国际生物材料学术界普遍接受的一个新的学术分支。
一份报告显示,2019年医疗植入物市场为853.8亿美元,预计到2027年将达到1474.6亿美元,2020年至2027年的复合年增长率为7.2%。生物金属材料细分领域在2019年贡献了最大份额,占全球医疗植入物市场的近三分之二,并预计到2027年将保持领先地位。这归因于人口老龄化、研发投资增加、生物材料应用激增、整容手术需求以及医疗保险和医疗补助提供的报销。但是,在预测期内,生物高分子材料有望实现9.4%的最高复合年增长率。这是由于全球慢性病的流行以及对心脏再生的需求。
国外开展火热,我国也不能落下,目前,我国的可降解金属研究与国际同步且水平相当,特别是可降解镁合金的设计与制备、表面改性、降解行为、生物相容性等方面已开展了大量的探索研究工作并已开始进入临床应用研究阶段;除此之外,我国还率先在国际上开展了可降解金属的临床试验研究(目前仅有德国、中国和韩国)的国家;这些都反映了我国科学家在可降解金属研究的学术水平和影响力,也体现出可降解金属对于发展国家先进医疗事业的重要性。
今后20~30年内,生物医用金属材料仍将是生物医学工程产业的基础和临床应用的主体,而表面改性会发挥越来越重要的作用,为再生医学提供可诱导组织或器官再生或重建则是其发展的趋势。各种新材料、新技术在不断改进材料性能的同时,也将拓宽生物医用金属材料的应用领域。
纳米贵金属生物材料因其独特的物理化学性质和功能,在药物递送、生物成像、疾病治疗等领域具有重要的应用。
未来金属医用材料的种类有待进一步扩展,使用成本有待进一步降低。虽然在过去的几十年中,金属医用材料已经得到了很快的发展,然而在临床上使用的仍然是有限的几种。因此,研究开发高耐蚀性、高耐磨性、高疲劳强度和高韧性生体合金依然重要。
想要了解更多生物金属材料行业的发展前景,请查阅《2020-2025年中国生物金属材料行业深度分析与投资发展趋势预测报告》。
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