传统金属材料的局限性
骨科器械作为临床手术中的关键工具，其材料选择直接关系到手术的安全性和效果。传统上，医生们使用的是纯铝合金、钛合金等金属材料制成的手臂、钉子和板片。这些金属具有良好的耐腐蚀性和抗力，但在体积密度方面存在不足，导致了重量过大，影响了患者的移动自由度。此外，由于其硬度较高，对周围组织造成了一定的损伤。
新型生物相容性的陶瓷材料
随着科技的进步，一些新型生物相容性的陶瓷材料如碳酸盐玻璃（Bioactive Glass）和生物活性 ceramics（BCs）开始被用于骨科手术中。这些物质能够促进细胞生长，与人体组织有良好的亲和力，不仅可以减少对周围软组织的伤害，而且还能促进新骨形成，从而加速愈合过程。
高分子吸收材料在骨修复中的应用
高分子吸收材料，如聚酮酸（PLA）、聚乳酸-柠檬酵素酸共聚物（PLLA/CL）等，因为其可控释放能力，被广泛应用于骨修复领域。这类材质通过慢慢分解，可以提供稳定且可控的地支支持，同时促进新的骨组织形成，以此来实现更自然、持久的手术结果。
适应式设计技术
近年来，随着计算机辅助设计(CAD)技术以及三维打印技术(3D Printing)的大规模推广，适应式设计技术得到了迅猛发展。在这种方法中，可以根据个体病人的具体情况进行精确定制，使得植入物更加符合患者自身的情况，从而提高了手术成功率，并降低了并发症发生率。
灵活多功能化结构与自我调整性能
一些先进的灵活多功能化结构，如弹性塑形支架(RSS)、自调节内置压力缓冲装置(BPBA)，能够根据不同的加载情况自动调整形状以优化负载转移，这种特点使得它们不仅可以承受不同程度的手肘或膝关节活动，还能提供更多样的运动范围，为患者带来了更大的舒适感与生活质量提升。