歐陽瑞鐲　張偉倫　繆煜清

摘要：人類使用生物醫(yī)用材料的歷史悠久，最早可追溯到公元前3 500年古埃及人利用棉花纖維縫合傷口。生物醫(yī)用材料的種類繁多，有色金屬基材料是其中的一個重要選擇。近些年來，有色金屬基材料因其優(yōu)異的生物相容性、力學特性和光熱轉(zhuǎn)換性等特點被廣泛應用于生物醫(yī)學領域，在推進患者護理上表現(xiàn)出巨大的潛力。歸納了有色金屬基材料在介入類耗材、癌癥治療、精確診斷及生物傳感方面的研究成果，包括鈦、鎂、鉭、金、鉍、銅、鉑等一些元素及其合金的應用形式，總結了它們在臨床實踐中的特點與當前的研究重心。最后展望了有色金屬材料在生物醫(yī)學工程中未來發(fā)展的幾個可能的方向。

關鍵詞：有色金屬基；生物醫(yī)用材料；植入醫(yī)療器械；癌癥診療

中圖分類號：R 319 文獻標志碼：A

生物醫(yī)用材料在臨床實踐中長期備受關注，尤其是有色金屬及其相關材料，普遍應用于假體植入物、藥物輸送、精確診斷和組織修復與再生等方面，對維持患者健康起到了重要作用。在人體中，鉀、鈣、鎂、鋅、銅等多種有色金屬元素維持著機體的生理活動，參與合成金屬酶和金屬蛋白質(zhì)[1]，與人類生命息息相關。有色金屬醫(yī)療器械被用于不同器官組織，如心臟瓣膜、關節(jié)脊柱和血管內(nèi)等，這是由于它們具備高耐磨性和出色的機械應力特性，它們還被用作造影增強劑和檢測傳感器來優(yōu)化臨床診斷，此外，其在癌癥這一惡性疾病的治療中也展現(xiàn)了巨大的潛力。圖1所示是有色金屬在生物醫(yī)學中的應用分類示意圖。在設計醫(yī)用材料時，優(yōu)先考慮安全系數(shù)較高的元素，鈦、鎂、鋅、金、鉍和鉭等有色金屬的細胞毒性較低，而鉻、釩、鋁等被認為對人體有害[2]。中國的有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，多種有色金屬產(chǎn)量位居世界首位，政府工業(yè)和信息化部、科技部聯(lián)合印發(fā)關于“十四五”期間原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃，提出了有色金屬工業(yè)供給高端化、結構合理化、發(fā)展綠色化的奮斗目標。綜合來看，有色金屬在生物醫(yī)用材料中的應用前景十分廣闊。本文將介紹有色金屬材料在生物醫(yī)學領域中的應用現(xiàn)狀，總結值得關注的研究熱點和未來的發(fā)展趨勢。

1 有色金屬在介入類耗材中的應用

介入類耗材指的是通過外科手術植入體內(nèi)且具有治療或替代作用的醫(yī)療器械，包括骨植人物、血管支架、人T器官和各類導管。在這之中，骨植入物和血管支架在臨床上廣泛使用。而有色金屬基材料因其獨特的物化性質(zhì)成為骨植人物和血管支架的首選材料。從60年前第一例椎體置換手術至今，逐漸發(fā)展出了形形色色的介入類金屬醫(yī)用材料，而它們具有相似的特點，即低毒性、耐腐蝕和出色的力學特性。從全球市場的規(guī)模來看，有色金屬材料始終占據(jù)著重要的主導地位[3-4]。

1.1 骨植入材料

作為加速骨組織缺損愈合的醫(yī)用材料，骨植人材料一直是醫(yī)療領域的熱議點。無機非金屬和聚合物類骨植入材料存在力學性能差、組織相容性和疲勞性不夠等問題，因此，最為廣泛應用的是鈦、鎂等有色金屬材料[5]。

鈦及其合金具有優(yōu)異的抗腐蝕性、生物相容性和力學性質(zhì)，此外，在生物體環(huán)境中形成的TiO2表面薄膜可以促進植入物與周圍組織更好地融合，是理想的生物醫(yī)用材料，鈦基金屬材料主要被用于關節(jié)人T骨、骨固定器件、矯形等[6-7]。目前，Ti6A14V、Ti5A12.5Fe、Ti6A17Nb合金在臨床上應用較為廣泛，新型的B型鈦合金由于其更出色的無毒性和與人體骨組織相近的力學性能也得到了越來越多的關注[8]。在臨床實踐中，骨植人材料需要更快地促進骨成形，使其與骨界面形成良好的骨整合。表面改性處理技術是提升鈦合金材料性能的一種方式，Cui等[9]通過微弧氧化（micro-arc oxidation，MAO）結合紫外（ ultraviolet，UV）輻射技術，在Ti6A14V合金上設計并制備了由多孔 TiO2層和兩性離子水凝膠涂層組成的軟／硬雙層涂層，從而改善Ti6A14V材料的性能。除了MAO的改性方式，還有噴砂、酸蝕刻、拋光、等離子噴涂涂層等方式，其目的都是為了優(yōu)化鈦基金屬材料的生物活性和骨誘導性能。植入物的無菌性松動是導致手術失敗的重要原因，所以，通過不斷優(yōu)化新型鈦合金植入物性能來解決這一問題是提高植入成功率的關鍵。Shichman等[10]設計了一種新型的全多孔髖臼鈦殼，以減少骨組織和植人物之間的剛度不匹配，促進全髖關節(jié)置換術中的骨整合，患者隨訪結果顯示這種新型3D打印的全多孔鈦髖臼殼產(chǎn)生了良好的骨整合率和無菌性松動存活率。

鎂是一種銀白色的有色金屬，是人機體的重要元素，具有促進蛋白質(zhì)合成、肌肉收縮及保持骨骼健康等作用[11]。鎂的力學性能和生物性能良好，其密度（ 1.74 g/cm3）接近皮質(zhì)骨的密度，彈性模量（ 40--45 GPa）低于其他金屬植入物（鈦的彈性模量約110 GPa，不銹鋼的彈性模量約200 GPa），更為接近骨骼的彈性模量，可以減緩因彈性模量不相匹而導致的“應力遮蔽效應”[12-13]。此外，鎂及其合金的生物降解性極為吸引人，通過人體的代謝機制，降解釋放的鎂離子能夠參與正常的生理生化反應，且不會出現(xiàn)毒副作用。但是純鎂作為一種化學活性較高的有色金屬，植人體內(nèi)后耐腐蝕性較差，失去了機械完整性，無法在骨折完全愈合前發(fā)揮全部作用[14]。這對于骨修復是不利的，因此近年來國內(nèi)外學者致力于研究鎂基復合材料、表面處理、多孑L結構等技術來使得鎂植人物擁有更廣闊的臨床前景。上海交通大學研發(fā)了Mg-Nd-Zn基合金，表現(xiàn)出較低的生物降解速率和均勻的納米相降解模式，體外細胞實驗和動物模型實驗證實了其良好的組織相容性和機械耐久性[15]。Xie等[16]使用選擇性激光熔化技術制造了具有優(yōu)良力學性能的多孔Mg-Nd-Zn-Zr植入物，該鎂合金植人物對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌率均超過90%，組織學評估、血液測試和Mg2+沉積檢測結果顯示該材料在體內(nèi)呈現(xiàn)良好的生物相容性，其優(yōu)異的抗菌性和骨誘導性使其具備未來在骨科領域的應用潛力。可降解鎂金屬骨植人材料擁有力學特性、促成骨、生物安全性等諸多優(yōu)勢，同時，其獨特的降解性也消除了骨骼愈合后的二次手術移除植人物的需求，從而降低了患者的成本和疼痛。綜合來說，隨著研究的不斷深入，鎂金屬作為骨植人物在臨床實踐上的前景令人充滿期待。

1.2 血管支架材料

血管支架是介入治療法中的重要部分，通過在病變段置人支架來支撐閉塞血管，保持管腔血液的順暢流通，目前主要應用于心血管、腦血管、內(nèi)臟血管及外周血管等領域[17-18]。血管支架材料種類豐富，主要是以金屬鉭、鎳鈦合金、醫(yī)用不銹鋼和可降解合金等為主的金屬類支架，此外還有組織工程類材料[19]。臨床使用中金屬支架取得了較為出色的療效，與此同時，針對支架材料的要求也在日益提高。理想的支架應在治療前期提供優(yōu)良的機械支撐力，在血管功能修復后被機體降解吸收，并且不會引發(fā)慢性炎癥和血管二次閉塞等副作用。

鉭單質(zhì)為淺灰色金屬，剛度適中且富有延展性，通常被制成細絲狀擴張支架。它具有穩(wěn)定的理化性質(zhì)，金屬表面帶有負電的氧化層，能夠抑制血栓的形成，并且鉭氧化物在體內(nèi)無毒性反應。多孔鉭是另一類新型醫(yī)用金屬，具有大容量的多孔結構和低彈性模量，相比鈦類植入物具有更好的初始穩(wěn)定性。不過鉭金屬支架在長期壓力作用下易出現(xiàn)形變、支撐效果不足，所以也會摻入其他金屬來提升性能，例如鉭銅合金、鉭鋯合金等材料。此外，鉭基材料的抗菌性能是其一大優(yōu)勢，越來越多的涂層修飾中考慮摻入氧化鉭來改善材料的抑菌性[20-22]。

鎳鈦合金是一種重要的金屬類血管支架，與其他生物材料相比，鎳鈦合金除了兼?zhèn)浒踩?、力學特性和耐腐蝕性之外，還擁有良好的彈性，可以保有形狀記憶效果[23]。近年來，以鎳鈦合金為代表的微創(chuàng)植入器械被廣泛應用于臨床中，并且開展了大量關于表面優(yōu)化和涂層修飾的研究。這些研究主要是為了有效控制平滑肌細胞（ smooth muscle cell，SMC）的增殖，以免血管的二次收縮阻塞[24]。Park等[25]報道了一種利用鎳鈦合金電偶產(chǎn)生過氧化氫（H2O2）來避免SMC增殖的方法，通過優(yōu)化H2O2釋放量可以預防SMC積聚引起的血管再狹窄。Zhao等[26]通過對鎳鈦合金上陽極生長的非晶Ni-Ti-O納米孔進行水熱處理，構建了由TiO2和Ti4Ni2O組成的納米針，促進內(nèi)皮功能的表達并激活巨噬細胞以誘導有利的免疫反應，下調(diào)促炎Ml標志物并上調(diào)促愈合M2標志物的表達量。可以看到，有關鎳鈦合金的探索仍在不斷深入，這有助于其在治療心血管疾病中的應用。

金屬支架在臨床實踐中表現(xiàn)出優(yōu)異的療效，得益于這類有色金屬其本身良好的力學性能和低毒性。表1所示是各類有色金屬支架的匯總。當然，為了更好地達到治療目的，同時減輕術后隱患，國內(nèi)外眾多研究把焦點聚集在了可降解性、抗壓性和預防二次狹窄等因素上，要保證管腔通順的同時避免人體的排異反應。

2 有色金屬在癌癥診療中的應用

2.1 腫瘤治療應用

納米診療一直屬于醫(yī)工交叉中的熱點研究領域，基于有色金屬合成的納米材料被廣泛應用于腫瘤的治療中，也因此誕生了一門新的學科即納米醫(yī)學。不同類型的納米制劑所采用的治療方式有所不同，主要是藥物遞送、光熱治療、光／聲動力治療、化學動力學治療、免疫治療等策略。表2匯總了基于有色金屬納米材料的腫瘤治療方式。作為載體，納米材料載藥可以改善抗癌藥物的分布與緩釋，精確定位靶點，降低毒副作用，以此提升藥物的治療效果。因為集合了這些優(yōu)點，已經(jīng)有大約十幾種納米藥物被批準應用于惡性實體瘤和血管瘤的臨床治療[35-36]。腫瘤微環(huán)境是一個非常復雜的系統(tǒng)，高滲透性和滯留效應（ enhanced permeability and retentioneffect，EPR）對藥物遞送過程起著關鍵作用[37]。光熱治療是利用了某些金屬材料優(yōu)良的光熱轉(zhuǎn)換率，一般使用808 nm或980 nm的近紅外光聚焦于腫瘤組織進行照射，利用熱能殺死癌細胞，便捷高效和副作用小是這種方法最大的特點[38]。而動力學治療主要利用了金屬納米材料在腫瘤微環(huán)境中產(chǎn)生活性氧來引起癌細胞的凋亡和壞死，通過氧化應激破壞腫瘤組織[39]。相比傳統(tǒng)的手術、化療和放療“三板斧”，這些方法為醫(yī)生提供了更多的選擇，在強調(diào)精確醫(yī)療的當下，能夠更合理地設計治療方案。被用于合成納米材料的有色金屬相當廣泛，依據(jù)不同元素的特性衍生出相對應的治療方法，均在體外體內(nèi)實驗中展現(xiàn)了不俗的療效。其中，金、鉍、銅這3種有色金屬受到了諸多研究者的青睞，它們普遍能結合光熱治療、載藥遞送和動力學治療等多種方式，并且能夠引導成像，構建多功能診療一體化的納米平臺。同時，這些材料適宜制成較小尺寸以富集EPR效應，本身具備的生物惰性或通過表面修飾的方法也能確保幾乎無毒副反應。

中國的鉍儲量位居世界第一，擁有豐富的鉍資源。由于鉍天然的低毒性，其被開發(fā)用于治療胃潰瘍和幽門螺桿菌。同時，許多研究者嘗試將鉍結合到癌癥治療中，多功能鉍基納米材料以其安全性、X射線敏感性、高原子序數(shù)、近紅外光驅(qū)動性和低成本等優(yōu)點，在這一領域也具有廣闊的應用前景[40-42]。在眾多研究中，鉍基納米材料主要以光熱治療為主，并輔以其他的方式進行協(xié)同治療來取得更好的結果。Ouyang等[30]合成了Au@Bi2S3骨棒狀納米材料，表現(xiàn)出超高的光熱轉(zhuǎn)換效率，Au@Bi2S3介導的光熱療法實現(xiàn)了對人類癌癥細胞HepG2的高效消融，同時負載抗癌藥物阿霉素靶向腫瘤區(qū)域并實現(xiàn)了針對腫瘤微環(huán)境的pH響應。Li等[43]創(chuàng)新性地使用光熱和光動力的聯(lián)合療法，基于Bi2Se3@AIPH納米顆粒在腫瘤區(qū)域單次808 nm激光照射下，Bi2Se3產(chǎn)生的高溫不僅直接導致癌細胞死亡，而且通過融化月桂酸相變材料促進AIPH光敏劑的釋放并產(chǎn)生自由基，從而可以在乏氧環(huán)境中進一步根除腫瘤細胞。鉍基納米材料作為一種具有優(yōu)異性能的潛在藥物，被廣泛應用于通過外部刺激來成功消融腫瘤組織。對于臨床轉(zhuǎn)化而言，除了開發(fā)鉍基納米材料出色的療效外，如何調(diào)控鉍離子在腎臟中的代謝速率也將是重要}義題。

銅的消耗在有色金屬材料中僅次于鋁。因銅具有較好的導熱性和導電性，在T業(yè)中被大量使用，甚至最早可以追溯到4 000年前夏朝的銅器[44]。除了T業(yè)領域，銅在生物醫(yī)學領域也是一種重要的金屬，銅基納米材料所介導的光熱治療與動力學治療是主要的研究方向。Wang等[31]合成了一種銅納米材料，由卟啉、Cu2+和聚乙二醇包被組成，用于聲動力治療并解決了傳統(tǒng)聲敏劑較短的生物半衰期給治療帶來的限制。腫瘤中過表達的谷胱甘肽可以減少Cu2+以產(chǎn)生Cu+和單線態(tài)氧來提升聲動力靈敏度，此外，聚乙二醇賦予納米材料持久的生物半衰期和增強的靶向性，進一步優(yōu)化了聲動力治療效果。Weng等[45]在氬氣環(huán)境中制備了一種Cu@CPP金屬有機框架，在808 nm的近紅外光照射下表現(xiàn)出48.5%的顯著光熱轉(zhuǎn)換效率，動物實驗結果證實了這是一種極具潛力的光熱劑。腫瘤微環(huán)境中谷胱甘肽的聚集也使得基于類芬頓反應的化學動力學治療方式備受關注，例如Kim等[46]制備了硫酸銅的透明質(zhì)酸聚合物凝膠，銅作為一種羥基白由基生成劑，在癌癥細胞中通過類芬頓反應介導內(nèi)源性H2O2生成來對抗癌細胞，并結合銅的光熱效應來實現(xiàn)協(xié)同治療。

金作為一種貴金屬，因生物相容性良好和近紅外光吸收率高的特點，是最先進入研究者視野的一種材料，有望應用于臨床腫瘤治療。先前的研究表明，小尺寸的金納米顆粒具有較長的血液循環(huán)周期，這更符合臨床需求。因此，實現(xiàn)小尺寸的金納米顆粒在腫瘤微環(huán)境中的靶向聚集具有現(xiàn)實意義。另外，解決光熱治療帶來的負面作用，比如抑制熱休克蛋白和消除炎癥，也十分重要。Zhu等[47]開發(fā)了一種有效的治療方案，利用金納米顆粒結合阿司匹林（ aspirin，Asp）來實現(xiàn)光熱治療的同時阻斷炎癥反應，Asp可以抑制樹突狀細胞中cGAS-STING通路的激活和巨噬細胞的極化。同時，6--8 nm的超小尺寸也保證了Asp可以被快速代謝，以減少生物毒性。

除了上述幾種有色金屬外，還有諸多金屬材料被開發(fā)用于腫瘤及更多疾病的治療，多功能納米材料的特性決定了其在生物醫(yī)學領域大有可為，不同的癌癥亞型需要篩選合適的納米材料與治療方法，因此在更多臨床試驗的基礎上制定個性化的策略可能是不錯的選擇。總的來說，有色金屬納米制劑的研發(fā)給癌癥患者帶來了更多的希望。

2.2 影像診斷應用

醫(yī)學影像對于診斷疾病的重要性不言而喻，如電子計算機斷層掃描（computerized tomography，CT）、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）和超聲成像等都是臨床上常用的成像方法。利用功能納米材料作為成像探針是一種理想的方式，與傳統(tǒng)成像技術相比，它有3個顯著的優(yōu)勢：（1）由于EPR效應，金屬探針具備精確的靶向性，以增強病變區(qū)域的造影效果；（2）金屬探針通常擁有較高的比表面積，允許使用高密度放射性標記；（3）融合互補的多模態(tài)成像[48-49]。磁納米顆粒通過順磁性可以增強磁共振對比，使其在MRI的應用中備受關注。MRI是獲取組織弛豫信息后利用數(shù)字技術重構圖像的過程，在引入磁性金屬探針后，可以改變?nèi)梭w組織中氫原子的弛豫時間，使得圖像的信號強度產(chǎn)生不同變化（增強信號差），從而有利于病灶的定性。例如Ferumoxytol是一種氧化鐵磁性納米材料，目前已經(jīng)通過臨床使用批準。Feng等[50]還深入探索了Ferumoxytol在注射人大腦后21 d內(nèi)隨著腦脊液循環(huán)逐漸清除，未表現(xiàn)出長期神經(jīng)毒性。金、銀等貴金屬納米材料具有表面等離子體共振效應，作為造影劑通用于光聲成像和CT成像[51]。對于密度較大的待測區(qū)域，放射科醫(yī)師通常采用CT成像的方式，而一些貴金屬探針富集于病灶中能夠增加對X射線的吸收度，以提高圖像對比度。

近年來的研究大多把注意力集中在多模態(tài)成像上，旨在利用多種成像方式彌補單一成像的缺點，以此來更清晰地顯現(xiàn)病灶部位，此策略可以獲得一致和準確的信息，在早期診斷和更有針對性的預測方面取得了巨大進展。Lai等[52]報道了具有超順磁性和有效X射線衰減能力的CuFeSe2@DTPA-Gd納米顆粒，體內(nèi)外實驗結果表明CuFeSe2@DTPA-Gd有望成為臨床上有用的CT和MRI T1加權成像/T2加權成像三模態(tài)造影劑。在另一種方法中，Lin等[53]設計了谷胱甘肽敏化的納米平臺，通過調(diào)控該材料的尺寸可調(diào)整其放射敏化行為，以執(zhí)行成像引導的放療和化療。通過附著金錳氧化物納米顆粒合成，這些納米顆粒包裹了能夠在近紅外窗口發(fā)射的熒光分子Janus。一旦這些顆粒與谷胱甘肽接觸，可解離成更小的金納米顆粒和錳離子，由于熒光分子和錳的存在，可以通過光聲和磁共振的雙模式成像對腫瘤進行高精度檢測?；旌铣上窨梢哉隙喾N技術的優(yōu)點，以克服局限性，PET和CT是敏感的腫瘤診斷工具，而MRI可以通過高分辨率圖像提供更多的解剖信息。金屬納米探針在腫瘤組織的富集有助于確定手術范圍和促進手術過程，此外，還可以追蹤和識別腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。盡管大部分研究尚未應用于臨床，但該領域的快速發(fā)現(xiàn)預示著多功能納米顆粒用于癌癥多模態(tài)分子診斷的穩(wěn)健性、透明度和可信度的提高，這最終將改善對患者的護理。

3 有色金屬在其他醫(yī)學領域中的應用

有色金屬及其相關材料不僅作為介入類器械和診療制劑表現(xiàn)出色，還被應用于組織修復和再生、藥物研發(fā)和生物傳感器等醫(yī)療領域。金屬配合物是一類重要的藥品，隨著人們對其藥理作用的深入了解，有機配體與眾多有色金屬元素的組合不斷被合成出來并開發(fā)成藥品。例如，鉑雖然是一種有毒元素，但順鉑（以1個鉑原子為中心，與2個氯原子和2個氨基配合的化合物）是至關重要的癌癥治療藥物，其作用模式與DNA上的嘌呤堿基交聯(lián)、干擾DNA修復機制和引起DNA損傷并隨后誘導癌細胞凋亡的能力有關[54-55]。

生物傳感器將生物物質(zhì)濃度轉(zhuǎn)化為電信號來進行檢測，需要特定的生物敏感材料作為基底探針，而有色金屬的良好導電性和安全性使其成為了首選材料。Wang等[56]展示了以氧化鉿為基底材料的生物傳感器用于檢測間充質(zhì)干細胞（mesenchymalstem cell，MSCs），其有望成為低成本和高敏感的MSCs監(jiān)測技術的候選。Nemati等[57]通過鈰有機金屬框架構建了一種無酶的熒光探針，用于靈敏地檢測miRNA-155的表達水平，在670 nm近紅外光的激發(fā)下熒光發(fā)射顯著增強，在動物模型中展現(xiàn)了精密的檢測性能。開發(fā)高靈敏度和選擇性的電極材料，用于準確測定多種疾病的生物標志物，是一項具有挑戰(zhàn)性的工作，而有色金屬及其氧化物的合成為制造可靠的傳感器提供了機會。

另外，稀土元素、液態(tài)金屬和高熵合金等有色金屬基材料也引發(fā)了生物醫(yī)學專家們的興趣，已有研究表明它們對于維持人體健康具有巨大的潛力[58-60]。

4 結論

生物醫(yī)學工程正處于飛速發(fā)展的過程中，有色金屬材料在其中扮演了重要的角色，對于醫(yī)用植入物、治療藥物、精確診斷和傳感技術等應用具有強大的吸引力。對于介入類耗材而言，鈦、鎂、鉭、鋅等有色金屬符合骨修復和血管重塑的要求，在臨床實踐中被大量使用，在既有的基礎上，研究者們主要在表面改性和可降解性方面做優(yōu)化。而在癌癥的診療中，有色金屬基納米材料也通過大量的體內(nèi)外實驗表明其應用價值。經(jīng)過十余年的發(fā)展，單一的功能不再滿足實際需求，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同治療和多模態(tài)成像的診療一體化納米平臺是當下的研究熱點，目前發(fā)展趨于成熟。除此之外，金屬絡合物藥品和傳感器基底探針是有色金屬的另外兩大應用領域，特別是數(shù)以千萬的有機物配體的存在，使得金屬有機框架和金屬配合物更值得人們期待。因此，有色金屬基材料在生物醫(yī)學中的應用已經(jīng)取得了一定的成果，在以后也將同樣充滿了機遇。

未來，研究者們將致力于探究更安全、多功能、低成本和可降解的有色金屬生物材料，有關功能設計和制備技術的行業(yè)標準也會陸續(xù)推出。對此作出展望，主要體現(xiàn)在以下3個方面：（1）融合大數(shù)據(jù)和人工智能技術是加速先進材料開發(fā)的有效方法，目前以材料基因組計劃為導向的策略通過高通量計算工具促進了新材料向產(chǎn)品化的過渡，這對于有色金屬材料的深度挖掘具有積極意義，而不再受限于傳統(tǒng)實驗室里的研發(fā)效率。（2）應用于腦科學領域，有色金屬材料是可穿戴和可植入電子器件（如腦機接口）的基礎材料，這些設備能夠在皮膚和軟組織表層提供長期的活躍功能。此外，隨著腦部定量成像發(fā)展，鋅、銅、錳等相關金屬也開始受到更多的關注。（3）控制生產(chǎn)成本，這是另一個關鍵要素，合理的工藝可以降低合金材料的成本，為了實現(xiàn)成本和功能之間的平衡，需要進一步研究工藝設計。

總而言之，相信越來越多的有色金屬生物材料將在臨床實踐中給患者帶來福音，在生物醫(yī)學領域展現(xiàn)更為廣闊有效的應用前景。

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