怎样理解生物材料在生物医学工程领域的基础地位？

生物材料用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料，即用于取代、修复活组织的天然或人造材料，其作用药物不可替代。生物材料能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去的某种功能，而不能恢复缺陷部位。
　指生物材料具备或完成某种生物功能时应该具有的一系列性能。 　　根据用途主要分为: 　　*承受或传递负载功能。如人造骨骼、关节和牙等，占主导地位 　　*控制血液或体液流动功能。如人工瓣膜、血管等 　　*电、光、声传导功能。如心脏起博器、人工晶状体、耳蜗等 　　*填充功能。如整容手术用填充体等
生物材料应用广泛，品种很多，其分类方法也很多。生物材料包括金属材料（如碱金属及其合金等）、无机材料（生物活性陶瓷，羟基磷灰石等）和有机材料三大类。有机材料中主要是高分子集合物材料，高分子材料通常按材料属性分为合成高分子材料（聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等）、天然高分子材料（如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等）；根据材料的用途，这些材料又可以分为生物惰性（bioinert）、生物活性(bioactive)或生物降解（biodegradable） 材料，高分子聚合物中，根据降解产物能否被机体代谢和吸收，降解型高分子又可分为生物可吸收性和生物不可吸收性。根据材料与血液接触后对血液成分、性能的影响状态则分为血液相容性聚合物和血液不相容性。根据材料对机体细胞的亲和性和反映情况，可分为生物相容性和生物不相容性　按材料功能划分： 　　*1、血液相容性材料 如人工瓣膜、人工气管、人工心脏、血浆分离膜、血液灌流用吸附剂、细胞培养基材等； 　　*2、软组织相容性材料 如隐形眼睛片的高分子材料，人工晶状体、聚硅氧烷、聚氨基酸等，用于人工皮肤、人工气管、人工食道、人工输尿管、软组织修补等领域； 　　*3、硬组织相容性材料 如医用金属、聚乙烯、生物陶瓷等，关节、牙齿、其它骨骼等； 　　*4、生物降解材料 如甲壳素、聚乳酸等，用于缝合线、药物载体、粘合剂等； 　　*5、高分子药物多肽、胰岛素、人工合成疫苗等，用于糖尿病、心血管、癌症以及炎症等。 　　按材料来源分类： 　　*1、自体材料 　　*2、同种异体器官及组织； 　　*3、异体器官及组织； 　　*4、人工合成材料； 　　*5、天然材料 　　根据组成和性质分为： 　　* 1、生物医用金属材料 　　* 2、医用高分子材料 　　* 3、医用无机非金属材料 　　生物医用金属材料 　　较优秀的生物医用金属材料有，医用不锈钢、钴基合金、钛及钛合金、镍钛形状记忆合金、金银等贵重金属、银汞合金、钽、铌等金属和合金。 　　(1) 医用不锈钢 　　具有一定的耐腐蚀性和良好的综合力学性能，且加工工艺简便，是生物医用金属材料中应用最多，最广的材料。 　　常用钢种有US304、316、316 L、317、317L等。 　　医用不锈钢植入活体后，可能发生点蚀，偶尔也产生应力腐蚀和腐蚀疲劳。医用不锈钢临床前消毒、电解抛光和钝化处理，可提高耐蚀性。 　　医用不锈钢在骨外科和齿科中应用较多。 　　(2) 钴基合金 　　钴基合金人体内一般保持钝化状态，与不锈钢比较，钴基合金钝化膜更稳定，耐蚀性更好。在所有医用金属材料中，其耐磨性最好，适合于制造体内承载苛刻的长期植入件。 　　在整形外科中，用于制造人工髋关节、膝关节以及接骨板、骨钉、关节扣钉和骨针等。在心脏外科中，用于制造人工心脏瓣膜等。 　　(3) 医用钛和钛合金 　　不仅具有良好的力学性能，而且在生理环境下具有良好的生物相容性。由于其比重小，弹性模量较其他金属更接近天然骨，故广泛应用于制造各种能、膝、肘、肩等人造关节。此外，钛合金还用于心血管系统。钛合金耐磨性能不理想，且存在咬合现象，限制了其使用范围。 　　生物医用高分子 　　按应用对象和材料物理性能分为软组织材料、硬组织材料和生物降解材料。其可满足人体组织器官的部分要求，因而在医学上受到广泛重视。目前已有数十种高分子材料适用于人体的植入材料。 　　* 软组织材料：故主要用作为软组织材料，特别 是人工脏器的膜和管材。聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、硅橡胶膜和管，可用于制造人工肺、肾、心脏、喉头、气管、胆管、角膜。聚酯纤维可用于制造血管、腹膜等。 　　* 硬组织材料：丙烯酸高分子(即骨水泥)、聚碳酸醋、超高分子量聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）、尼龙、硅橡胶等可用于制造人工骨和人工关节。 　　* 降解材料：脂肪族聚醋具有生物降解特性，已用于可接收性手术缝线。 　　生物医用无机非金属材料 　　生物无机材料主要包括生物陶瓷、生物玻璃和医用碳素材料。 　　按植入生物活体内引起的组织与材料反应，生物陶瓷分为: 　　(1)近于惰性的生物陶瓷，如氧化铝生物陶瓷、氧化锆生物陶瓷、硼硅酸玻璃； 　　(2)表面活性生物陶瓷，如磷酸钙基生物陶瓷、生物活性玻璃陶瓷； 　　(3)可吸收性生物陶瓷，如偏磷酸三钙生物陶瓷、硫酸钙生物陶瓷。 　　生物活性玻璃陶瓷植入活体后，能够与体液发生化学反应，并在组织表面生成羚基磷灰石层，故可用于人工种植牙根、牙冠、骨充填料和涂层材料。 　　与自然骨比较，生物活性玻璃陶瓷虽然具有较高的强度，但韧性较差，弹性模量过高，易脆断，在生理环境中抗疲劳性能较差，目前还不能直接用于承力较大的人工骨。 　　医用碳素材料：具有接近于自然骨的弹性模量。 　　医用碳素材料疲劳性能最优，强度不随循环载荷作用而下降。无序堆垛的碳材料耐磨性理想。 　　医用碳素材料在生理环境中较稳定，近于惰性，具有较好的生物相容性，不会引起凝血和溶血反应，特别适合于在生理环境中使用。 　　医用碳材料已大量用于心血管系统的修复，如人工心脏瓣膜、人工血管。还可作为金属和聚合物的涂层材料。 　　生物医用复合材料 　　生物医用复合材料是由二种或二种以上不同材料复合而成的。 　　按基材分为：高分子基、陶瓷基、金属基等生物医用复合材料。 　　按增强体形态和性质分为纤维增强、颗粒增强、生物活性物质充填生物医用复合材料。 　　按材料植入体内后引起的组织与材料反应分为：生物惰性、生物活性和可吸收性生物医用复合材料。聚合物等。

生物材料是经过对生物体的研究和认识后，通过工程技术研究和实践生产出来的适宜于应用在生物体内，用于对生物体内的缺陷和损伤进行修复和补充，所以没有完美的生物材料生物医学工程就很难实现。