追根溯源，生物材料一般分为两种。其一，天然生物材料，它是由生命的产生或过程形成的材料，如结构蛋白（胶原纤维、蚕丝等）和生物矿物（骨、牙、贝壳等）。其二，医用生物材料，它就是普通生活中定义的生物材料。生物材料在不同的历史时期也有不同的历史意义，其定义同样随着生物和材料的不断进步而不停发展。但这两种生物材料存在一些共同点，生物材料是一类可独立亦可与药物一同制成零部件用于治疗、增强或替代生物体组织或器官的材料，并且在生物体存活期内不会对生物体造成严重损害。有科研工作者认为它是一类功能奇特的材料，在它的帮助下，可以对生物体进行修复、替代与再生。代替或修复生物体器官和组织，同时恢复其生命生理功能是生物材料研究的终极目的。[[[] 时东陆。 生物材料导论。 清华大学出版社。 2005：1-6]]由于生物体本身就极为复杂，它是在时间长河中随环境改变而不断演化以适应生存需要的结果，所以生物体具有一定的生长、修复和再生的顽强适应能力，这是目前所有生物材料所望尘莫及的。因此，目前的生物材料水平总是与人们的真正期望值相去甚远，常常出现各种各样的问题甚至失败。

1。2 生物医用金属材料

生物医用材料一般分为生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料、生物医用高分子材料和生物医用复合材料等几大类。

在人类文明中，很早就有使用自然界材料来替换修补缺损的人体组织的案例。例如，在公元前，人类开始利用自然界材料（如象牙等）来替代骨组织；在金属冶炼技术极大发展的19世纪，人类尝试利用多种金属材料作为生物医用材料，以治疗由于骨折、感染、肿瘤等所造成的骨组织损伤患者。这类金属材料就是我们普遍认为的生物医用金属材料。

生物医用金属材料是作为生物医用材料使用的金属或合金，这类材料的机械性能极好，抗疲劳性能极佳，是医学领域普遍使用的承力植入材料。[[[] 中国组织工程研究与临床康复杂志社学术部。 医用金属材料相关产品的应用现状和发展趋势。 中国组织工程研究与临床康复，2010，14(51)：9621-9622]]除了优良的物理力学性能，这类材料还需要优良的抗生理腐蚀性和较好的生物相容性。医用金属材料无论植入人体的任何部位，都是处在人体复杂的生理环境之中，材料与机体之间的相互作用，材料和机体都会产生各种各样的变化，有些变化会导致材料的变质，进而诱发机体的不良反应。尽管科研工作者对此进行了深入的研究，但就目前的技术水平而言，不管采用何种材料、进行何种加工的制品都存在着不足。因此，进一步提高医用金属材料的生物相容性、抗腐蚀能力、耐磨性、增强其与活体组织的结合力、提高安全使用性是当前医用金属材料研究的重要课题。

现今医学领域，纯金属（钛、钽、铌等）、钴基合金、钛基合金、不锈钢等已作为主要生物医用金属材料应用于各种人工骨骼、颅骨缺损修补以及心脉搭桥方架等临床手术。由于价格等因素目前临床上金属植入器件仍以不锈钢的使用占多数，钛及其合金由于和骨组织有优异的相容性，在硬组织的替代和固定方面正在获得更为广泛的应用。

1。2。1 医用钛及其合金的结构、性能和发展

钛处于元素周期表的第四周期第四副族，它的原子序数是22，原子量为47。90，属于过渡族金属，其所具有的外壳层电子结构使得钛原子能够与其它元素（原子半径相差在20%范围内）组成固溶体。同时，钛的熔点很高，大概为1668ºC。在882。5ºC以下时，钛的晶体结构为密排六方（hcp），称为α相；而在882。5ºC以上时，其晶体结构发生改变，为体心立方（bbc）结构，称为β相。