材料性质要求
刚度，强度，延展性，抗腐蚀性，表面结构，生物相容性。
1.刚度
刚度是金属抵抗变形的能力，其衡量方法是外在负荷大小和所引起的弹性变形大小的关系。金属的基础刚度即是其弹性模量。而内植物的刚度取决于其自身的弹性模量和内植物的形态与直径。例如，cpTi的弹性模量约是不锈钢的一半，因此在相同的负荷下，其变形程度为不锈钢的2倍，然而，内植物的体积同样重要：增加标准cpTi钢板的厚度几个毫米，则可增加其弯曲刚度。骨折的发生也可以为骨折的刚度连续性丧失。
当我们需要用内植物（髓内钉、钢板或外固定架）来跨越骨折时，内植物的刚度必须足以对抗骨折部位的畸形。为保证骨折愈合，内植物必须使骨折端的活动降低到骨折愈合允许的条件下。肉芽组织和软骨性骨痂形成环境的变形程度（应变），要大于最终矿化阶段的应变，因为骨组织耐受应变的能力要小于肉芽组织（骨皮质约为2%，软骨为150%，而肉芽组织为100%）。
在过去一段时间，研究者曾尝试利用塑料或增强的碳化合物等材料来制造出与骨组织刚度相似的内植物，这些内固定可减少由于刚度过高引起的应力遮挡，即金属替骨组织承受了所有应力。但是，低刚度的内植物不能符合达到生物学优点和机械力学优点平衡的要求。
研究认为，与内植物接触面骨组织早期暂时的骨质疏松并不取决于无负荷（应力遮挡），更主要是由内植物对血运的破坏所引起的。
2.强度
强度是材料在不发生形变的情况下对抗外负荷的能力。因此，强度决定了内植物所能承受负荷的大小。在金属断裂前可能发生不可逆的形变（也称之为塑性形变）。同理，内植物的尺寸要比材料的强度更为重要。cpTi的强度约比不锈钢低10%，但通过增加内植物的横截面可以代偿材料强度的差别。强度决定了所能承受应力（单位面积上的压力）的最大值，超过该值则可引起变形。
与不锈钢材料相比，商用纯钛（cpTi）对抗单次负荷的能力较差，但其对抗重复应力的能力要强于不锈钢。
3.延展性
材料的韧性反映的是在其发生断裂之前，所能承受的持久（塑性）变形程度。材料的韧性决定了内植物，如钢板，可被进行塑形的程度。
总体上来说，强度高的材料如钛合金和高级冷加工的cpTi，其韧性要低于不锈钢。韧性可以为内植物的即将发生断裂提出警示，如在拧入螺钉时。根据国际标准，一个4.5mm皮质骨螺钉（IS06475）必须能耐受1800的弹性或永久性变形而不发生断裂，但是，由于cpTi的韧性差，因此其断裂前的征象不明显，这就要求外科医生必须有足够的经验以指导不同的操作技术。cpTi低韧性的问题可以通过改进内植物的设计来弥补。(https://www.daowen.com)
4.抗腐蚀性
腐蚀是一种电化学过程，通过使金属释放金属离子而造成金属的破坏。
单一组件的内固定系统与多种内植物组合的内固定系统所受的腐蚀作用有所不同。不锈钢、cpTi、TAN以及Ti-15Mo，如果以单元件进行测试（如仅为螺钉或钢板而不是两者的组合），即使在体液环境中，均具有较高的抗腐蚀性。这是由于在其表面覆盖有一层惰性的保护层。钛和钛合金的化学惰性更为明显。钛和其合金在表面形成的氧化物钝化薄膜的抗腐蚀性和热力学稳定性要明显强于不锈钢表面形成的铬氧化物薄膜。钛表面的化学惰性层形成速度快，而且是电绝缘的，因此内固定没有受到腐蚀。
在骨科学中，最主要的腐蚀是发生在组合式内植物系统中（如螺钉头相对于钢板钉孔的移动）的侵蚀。腐蚀主要是伴随着两个邻近内植物接触表面微移位而发生的。其结果是亚微型的粒子被释放到周围的组织中。磨损的颗粒可引起一系列的临床症状。即使是颗粒与细胞不发生直接接触时，不锈钢颗粒同时也会抑制细胞增殖，还可以造成细胞膜的损害。
5.表面结构
骨组织与内植物之间接触面的稳定，是内固定接骨术成功的关键，如螺钉内固定。内植物与骨组织接触面的表面结构非常重要，因为负荷的传导发生在接触面上。传统上，内植物如钢板或髓内钉与骨组织负荷的传导有赖于内植物与骨组织之间的摩擦力。对不锈钢钢板表面进行粗糙化改进后，可以诱导更多的骨组织向内植物平面生长，而内植物与骨组织之间不存在纤维组织。以上结果支持了增加内植物表面突起性微不连续性，可以加强骨组织与内植物平面接合的假想。当考虑到内植物需要取出时，螺纹与骨组织之间的坚强骨性连接是一个不利条件，而后者正是取决于螺纹表面的微结构。使用最小限度表面微结构的内植物可使骨性连接最小化，从而减少螺钉取出所需的外力。
软组织与内植钢板表面之间的相对活动，可在它们的间隙中形成纤维囊，囊内为液体空腔。液体空腔是由细胞碎屑和螺钉/钢板的磨损颗粒集聚而成。纤维囊内没有血运，由于缺乏活性细胞的防御机制，容易成为感染灶。
在临床实践中，纤维囊的形成在标准不锈钢内植物中比在cpTi内植物中更为常见。
内植物微观表面的粗糙或不连续性减少了纤维包囊和液性空腔的形成。然而在一些条件下，如手部、足部、踝关节、肩关节、颅颌面手术中，则需要避免内植物表面与组织如肌腱或肌肉的粘连。近期的研究表明，磨光的钛和钛合金内植物适用于这些部位。内植物表面的微观结构比内植物表面的化学特性更为重要。
6.生物相容性
内植物材料如果符合国际标准，通常具有较好的生物兼容性。然而，通过对金属在人体内使用的研究，发现材料之间的兼容性也存在不同。总的来说，钛和钛合金的生物兼容性要优于不锈钢。除了材料外，最佳的内植物组合设计（死腔和液体填充空腔的存在与否）和表面特性（软组织粘连和内植物表面的血管长入），也有助于提高细菌感染的抵抗力。有作者利用实验观察在存在磨损的情况下，不同材料对感染的影响。在钢板和螺钉的多组件内固定装置中，不锈钢与钛之间的差距要大于它们在髓内钉系统（单元件内植物）的差距。不锈钢内植物的感染率要高于钛内植物。在动物活体试验中，cpTi制的DCP与不锈钢DCP相比，局部抵抗感染的能力更好。致肿瘤的形成。这种情况可发生在瘢痕组织同时存在严重腐蚀的金属时，如弹药颗粒。内植物的致癌作用，如由内植物诱发的原发肿瘤，在人体内的发生率应当是非常低的，毕竟有上百万的内植物在骨折愈合后仍留置体内。虽然感染和物理刺激也是重要的作用因素，有报道犬体内会在不锈钢内植物的周围发生肉瘤。