生物陶瓷概述

生物陶瓷（Biocramics)是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料。或者说，生物陶瓷是指直接用于人体或与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料，广义讲凡属工程的陶瓷材料统称为生物陶瓷。

作为生物陶瓷材料应具备如下功能：代替人体内有病的或损伤的部分；作为人体先天性缺损部分的代用品；有助于人体内组织的恢复。生物陶瓷材料按用途可分为：

①人工骨或人造关节；

②运动系统的人工脏器（如心脏瓣膜）材料；

③形态修复和整形外科材料；

④人造牙根和假牙；

③人工肝脏内的吸附材料（活性碳）；

⑥固定酶载体（多孔玻璃）；

⑦诊断仪器的温度、气体、离子传感器等材料。

生物陶瓷除用于测量、诊断、治疗外，主要是用作生物硬组织的代用材料，可应用在骨科、整形外科、口腔外科、心血管外科、眼科、耳鼻喉科及普通外科等各个方面。由于它主要用于特殊修复功能或用于人工器官，因而要求生物陶瓷必须具备一系列优良性能：

①对人体无害（无毒性、无组织刺激、无致癌作用、无血栓形成等）；

②与人体生物相容性好（生物组织亲和性好）；

③与周围的骨及其他组织结合性强；

④抗张、抗折、抗压及剪切强度比自然骨高，而且在体液中强度不发生明显降低（抗腐蚀）；

⑤耐磨损；

⑥硬度和弹性模量与自然骨接近；

⑦成型、加工容易，便于临床操作。

以上①~③条是满足生物学的条件，④~⑥条是满足力学的条件，第⑦条则是便于操作、便于推广应用的条件。

作为人体硬组织代用的生物陶瓷，主要分为生物惰性陶瓷和生物活性陶瓷两大类。而生物活性陶瓷又可分为表面生物活性陶瓷和生物吸收性陶瓷（在生物机体内被分解吸收并被生物组织置换）。

生物惰性陶瓷材料主要是指化学性能稳定、生物相容好的陶瓷材料。即陶瓷材料植人体内后既不会对机体产生毒副作用，机体也不会对材料起排斥作用。也即材料不会被组织细胞吞噬又不被排斥出体外，最后被人体组织包围起来。这类材料主要有α-Al2O3、玻璃碳、热解碳等。

生物活性陶瓷材料是指在生物环境中材料通过细胞活性部分或全部被溶解或吸收，并与骨置换而形成牢固结合的生物陶瓷材料。这类材料主要有：磷酸钙系玻璃、羟基磷灰石和磷酸三钙。

陶瓷作为用于人体内的生物材料受到广泛关注已有近30年的历史。生物陶瓷这种具有一系列优良性能、对人体无害的新材料，通过不断地应用于医学领域，促进了医学科学的发展，显示出无限广阔的应用前景。

我国20世纪70年代初期开始研究生物陶瓷，并用于临床。1974年开展微品玻璃用于人工关节的研究；1977年氧化铝陶瓷在临床上获得应用；1979年高纯氧化铝单品用于临床，以后又有新型生物陶瓷材料不断出现，并应用于临床。

另外，随着陶瓷材料和其他基础科学的发展，与生物陶瓷植入材料同步发展的功能陶瓷材料，也在医学领域得到发展，促进理疗设备、诊断医疗仪器及医学计量仪器设备的迅速发展。

可以预料，随着我国人民生活水平的日益提高，人们对医疗和康复医学提出更高的要求，而陶瓷材料作为生物植入材料和医用理疗、诊断、计量仪器设备中的关键材料，将得到极大的发展，陶瓷材料将在生物工程领域中占有愈来愈重要的地位。