金属作为替代人体某些器官的材料具有很长的历史，但是在应用的初期，耐蚀性是选用金属材料的主要考虑因素，因此金、银等贵金属常被用于人体。随着技术水平的不断发展，对金属材料的要求也越来越高。金属材料在生物体内主要是依赖于其优异的机械性能，如强度、韧性等。目前有70%到骨科植入体材料为金属材料，因此对其寿命及安全性的研究非常重要。研究室主要在以下两方面开展研究。
1）人工关节植入体材料腐蚀与磨损交互作用的研究
骨科植入物与人体组织间产生的摩擦界面广泛的存在于人体中，已成为植入物晚期松动失效的主要原因，如何解决好结构元件界面的摩擦磨损问题，对于提高骨科手术疗效增长骨科植入物（尤其是人工关节）的使用寿命具有重要意义。在人体环境中，金属材料也会发生腐蚀从而释放出有潜在危险的金属离子。磨损与腐蚀的交互作用降低了人工关节的安全性。国外进口的人工关节能够服役20年左右，但是我国国产到人工关节到寿命只有5-10年，因此患者为了保证正常到生活需要进行多次植入手术，如何延长人工关节的寿命，并且保证其安全服役，是研究到终点。研究发现在髋关节人工植入体表面存在一层金属生物膜和纳米晶层，这是植入体材料在富含蛋白质的环境中由磨蚀诱发而生成的。金属生物膜的形成，能够有效的润滑关节摩擦界面，并能降低磨损量。2011年在Science发表的文章也引用我们的研究成果，对人工关节表面富碳层进行了深入分析。
2）金属生物材料表面改性研究
金属材料被植入人体后，会迅速与体液发生反应，在一段时间内保持钝化的特性。对于某些部位的植入材料，我们希望其可以在设计的时间内进行安全降解，从而不需要二次手术再把植入体取出，如骨钉、骨板等。镁合金是目前较好的可降解材料，但是如何控制其降解速度是研究难点，因此对镁合金表面的改性可以很好到控制其降解速度。
骨科植入材料的另一个失效原因是由于手术之中所带来的细菌会造成严重到感染。因此如何能提高植入材料在植入初期的抗菌能力，但是又不改变材料本身的机械和耐蚀性能是我们目前的研究方向。我们对材料表面进行阳极化处理并采用电化学沉积碘伏的方法，大大提高了金属材料抗菌能力。
人体本身的关节是依赖于半月板纤维结构进行润滑的，其润滑效果非常好。但由于病变、意外事故等原因，半月板损坏无法提供有效润滑后，就要进行人工关节植入体到替换。目前人工关节植入体材料主要是金属、陶瓷等硬质材料，选择这些材料到主要原因是考虑它们到机械强度。因此对金属材料表面进行仿生改性，如种植高分子刷，可以在降低磨损量的前提下提高摩擦界面的润滑效率。