20年間持続する人工股関節。傷が治ると溶けてなくなる縫合糸。角膜に酸素を通すコンタクトレンズ。これらは生体材料、つまり医療用途のために生体システムと相互作用するように設計された材料です。天然のものも合成のものもあり、永久的なものも生分解性のものもあります。共通の要件は生体適合性です。つまり、生体に害を与えてはならず、生体も生体材料を破壊してはなりません。

生体材料はいくつかのカテゴリーに分類されます。チタンやコバルトクロムなどの金属は強度と耐腐食性に優れており、人工関節や歯科インプラントに最適です。ハイドロキシアパタイトなどのセラミックは骨ミネラルを模倣し、骨に直接結合します。PLGAなどのポリマーは生分解性があり、縫合糸、薬剤送達、組織足場などに使用されます。複合材料は、それぞれの材料の優れた特性を組み合わせることで、最適な材料を作り出します。

生体材料の設計は、バランス感覚が求められる作業です。用途に応じた適切な機械的特性を備えている必要があります。骨移植片は、過度にたわむことなく荷重に耐えなければなりません。血管移植片は、柔軟性があり、血栓を起こさないものでなければなりません。また、感染、摩耗、劣化にも耐性が必要です。さらに、製造可能で滅菌可能な材料でなければなりません。

この分野は、よりスマートな材料へと向かっている。薬剤溶出ステントは、再狭窄を防ぐために薬剤を放出する。形状記憶合金は体温で膨張する。自己修復ハイドロゲルは、損傷後に自ら修復する。材料はもはや受動的なものではなく、治療の一部となっている。