植入醫療器械是指：任何藉助外科手術，器械全部或者部分進入人體或自然腔道中；在手術過程結束後長期留在體內，或者這些器械部分留在體內至少30天以上，這些器械被認為是植入器械。
植入器械主要包括骨釘和骨板等植入裝置，人工關節和心臟等植入人工器官，人工皮膚等接觸式人工器官、角膜支架、血管支架和食道支架，植入式助聽器和外置人工喉頭其他輔助設備。
由於與人體接觸的時間長，植入式醫療器械上的塗層除了摩擦係數低、耐磨、耐腐蝕外，還需要更好的生物相容性。此外，抗菌性能對於確保植入物的長期使用也很重要。目前常用的植入材料主要由鈦合金，鈷鉻合金、鎳鈦合金、一些不鏽鋼和鎂合金。為了使得植入材料更好的應用於人體，通常採用塗層技術來改善其表面性能。
1.鈦合金植入體
鈦及其合金（Ti-6Al-4V）具有良好的生物相容性，可用於髖關節、膝關節、肩關節、踝關節置換術等。在傳統的Ti-6Al-4V種植體材料的長期應用中。存在一些問題，如耐磨損性差、生物活性不足和耐腐蝕能力降低所造成的有害離子釋放。
鉭（Ta）塗層：1940年，純鉭首次應用於骨科，隨後的研究表明，金屬鉭不表現出任何不良影響作為人體植入物。過鍍金屬鉭及其氧化物，氮化物等，可促進細胞粘附、增殖和分化。Li在鈦合金表面沉積TaC塗層，並與其他原子混合製備TaCN和TaN塗層，以調節化學成分。這些塗層能促進細胞的早期粘附，並使細胞在表面以更好的形式生長。TaCN和TaN塗層對細胞增殖有較好的促進作用。TaC對成骨幾乎沒有影響，而TaCN和TaN促進鈣結節沉積，上調鹼性磷酸酶（ALP）的分泌，表現出良好的成骨活性。TaC、TaCN和TaN塗層有望應用於骨科植入物領域，尤其是鈦合金人工關節架體表面改性領域。Bao在Ti-6Al-4V合金表面塗覆了納米晶Ta2O5.塗層與基體的結合良好，提高了合金的耐腐蝕抗菌性能、細胞相容性和血液相容性。
2.鈷鉻合金植入體
鈷鉻合金醫療器械中常用的鈷鉻鉬（CoCrMo），具有良好的耐磨性，而離子釋放是不可忽視的缺陷之一。因此，人們一直在努力提高它的生物相容性。
鉭（Ta）塗層：CoCrMo不具備種植體成活所需的骨整合和特性。相比之下，鉭因其具有良好的骨傳導性能而被認為是優良的生物醫學塗層性能。哈爾曼娜在CoCrMo合金上製備了Ta塗層，塗層厚度約為20-600nm。模擬體液浸泡4周後，在鉭包覆樣品表面沉積了大量磷灰石晶體，表明鉭包覆鈷鉻合金的生物相容性有了很大的提高。
3.鎳鈦形狀記憶合金植入體
過渡鎳鈦合金具有豐富的相現象、獨特的形態效應、優異的力學性能、高阻尼特性和與人體骨相似的彈性模量、廣泛應用於牙科、骨科、介入治療、心臟科、耳鼻喉科、婦科等醫學領域，已成為生物醫學材料最具發展潛力的材料。然而，NiTi合金植入物表面易誘發血栓形成，這是其臨床應用中面臨的主要挑戰之一，而且其耐蝕性和耐磨性扔為達到理想的標準。NiTi合金植入後組織周圍鎳離子的釋放可能引起過敏反應和毒副作用。
鉭（Ta）塗層：程等改善了鉭塗層的耐蝕性能和阻隔效應，阻止Ni離子向浸沒液中釋放。採用多弧離子鍍技術，在NiTi合金表面製備了一種新型鉭塗層，有效的抑制了Ni離子的釋放，有效的改善了NiTi合金的輻射不透明度。實驗表明，鉭塗層有效的抑制了Ni離子的釋放，退火處理可進一步降低Ni離子的釋放。尹等人在NiTi形狀記憶合金（NiTiSMA）表面製備鉭塗層有效改善了NiTi形狀記憶合金的耐蝕性。鍍鉭層均勻緻密，厚度約400μm。電化學實驗表明，該表面改性處理能有效的提高NiTi形狀記憶合金的耐蝕性，且無電偶腐蝕，為NiTi形狀記憶合金植入物的優化提供了依據。
4.醫用不鏽鋼植入體
醫用不鏽鋼價格低廉，加工方便。它有優秀的綜合性能。然而,作為一個種植體，如人工關節、鎖骨板等，很容易被腐蝕並磨損在體液環境中，導致表面性能加速惡化。
鉭（Ta）塗層：Macionczyk等人認為陶瓷塗層，如TiN或DLC薄膜，是非常脆的，通常不能承受基體的塑性變形而不開裂或脫層。他們製備了由鉭和氧化鉭製成的夾層塗層，目的是在塑性變形後實現植入體的被動表面。生物相容性由鉭氧化物獲得，延展性是通過鉭界面實現的，同時保證了薄膜的連續黏著，即使在之後鋼基體的塑性變形。採用不鏽鋼-鉭-不鏽鋼複合結構的心卵形支架可成功植入人體。臨床實驗表明，該複合結構是無害的，具有良好的開發效果。
5.展望
塗層的生物相容性是其在醫療器械中應用的前提條件。尤其是植入設備的生物相容性和相關質量直接關係到患者的生命安全，需要經過嚴格的生物學評價。鉭金屬優秀的生物相容性會給普通的醫療器械材料帶來新的希望，相信隨著研究的深入，鉭將在醫療器械塗層應用上大放光彩。