一、生物材料的定義
生物材料對我們已經不再陌生，在我們周圍有些人因意外發生骨折，則需要骨釘、接骨板來固定折斷處，盡快促使斷骨處生長，並恢複生理功能；另外，最常見的鑲牙材料都是生物材料。在今天這個時代，比以往任何時候，人的生命、人類的健康都更加受到重視。隨著人口的老齡化以及各種原因造成的組織、器官的損傷或是功能衰竭，已經是人類健康麵臨的一大難題，需要進行修複並恢複其功能。目前的治療措施主要有移植和人工材料修複。移植受到來源、免疫排斥等限製，使得生物材料研究受到前所未有的重視，因此，在當今社會上，最明確、最具有說服力能體現材料科學關鍵作用的，是那些在外科手術中應用在人體內部的合成材料。也就是說任何材料也不能像生物材料那樣具有如此明確、實際的作用，使人類減輕疾病痛苦，恢複生理功能，延長生命。
生物材料的概念是隨著材料研究的不斷深入，在不同的曆史時期被賦予了不同的意義，其定義是隨著生命科學和材料科學的不斷發展而演變的。無論怎樣變化，其共同特點都是一類人工或天然的材料，可以單獨或與藥物一起製成部件或器件用於組織或器官的治療、增強或替代，並在有效使用期內不會對宿主引起急性或慢性危害。也有人認為它是一類特殊的功能材料，利用它可以對有機體進行修複、替代與再生。生物醫學材料研究的最終目的是使其能夠代替或修複人體器官和組織，並實現其生理功能。因此，了解所替代的組織、器官的生理功能是完全必要的；並要了解生物體對植入材料的反應，植入材料在生理環境中的變化。
生物材料（Biomaterials）或生物醫用材料（BiomedicalMaterials）是對生物體進行診斷、治療和置換損壞組織、器官或增進其功能的材料。生物材料的目標是對人體組織矯形、修複、再造以維持其原有的功能。對生物材料的要求包括生物功能性和生物相容性。
生物功能性（Biofunctionality）：植入體內的材料或器械，對組織進行結構上的替代或補償，完成近似的和特殊的功能。如作為骨替代材料，完成負載的傳遞和應力分布功能；作為關節替換的人工關節；起到控製血液流動功能的人造血管和人工心髒；簡單填充；能對光進行傳導的人工晶體；緩釋藥物和其他物質以及引導組織再生等功能。
各種人工器官、醫用製品所用的生物醫用材料，植入生物體內後都將與組織、細胞直接接觸；一些人工血管、人工心瓣膜、人工心髒和各種血管內導管、血管內支架等材料還與血液直接接觸。植入物材料表麵與組織、細胞、血液等短期或長期接觸時，它們之間的相互作用將產生各種不同的反應。人體的液態環境，占體重約70%的體液是含鹽溶液，它是極好的電解質，能促進電化學機製的腐蝕和水解；同時，體液中有生物活性酶和化學活性的自由基，能催化化學反應；同時，生命經過億萬年的進化，其中相當完美的功能之一就是能抵抗外來入侵者的免疫係統，有能迅速破壞外來成分的免疫細胞：淋巴細胞和吞噬細胞。生物材料長期處於生物體的新陳代謝過程和生理活動時骨骼、關節、肌肉的力學性動態運動中。生物材料將不可避免地與這一切相接觸。因此生物環境對大多數材料是特別具有侵蝕性和排外性。除了最惰性的材料外，其他所有材料在這樣的環境中都要遭到明顯而迅速的降解。同時，人體對外來物體的入侵的抵禦會導致炎症，有時會造成紅腫和疼痛，這是許多生物相容性問題的核心。人體清除合成材料比清除細菌需要更大的努力和更長的時間過程，因而將構成持續存在的刺激，在很多情況下造成機體對材料的慢性炎性反應，正是這種組織反應決定了器械－病人係統的長期功效。生物機體是一個複雜的環境，植入體內的材料長期處於物理、化學、生物、電、機械等因素的複雜環境影響之下，外科植入物不僅受到組織不停運動的動態作用，也處於代謝的反應之中。生物體對植入材料的影響又取決於材料本身化學、物理性質及其各組分的相對含量，引起機體組織反應也存在異同。對植入人體內的生物醫用材料及各種人工器官、醫用輔助裝置等醫療器械也應該對人體無毒、無刺激、無致畸、致敏、致突變或致癌作用；在體內不被排斥，無炎症，無慢性感染，種植體不致引起周圍組織產生局部或全身性反應；生物材料的血液相溶性好，無溶血、凝血反應；長期在體內存在時，不會引起代謝作用異常現象；最好能與骨形成化學結合，具有生物活性。