可以使用20年的髋关节置换术；伤口愈合后可吸收的缝线；透氧性良好的角膜隐形眼镜。这些都是生物材料，即专为医疗用途而设计，能够与生物系统相互作用的材料。它们可以是天然的，也可以是合成的；可以是永久性的，也可以是可生物降解的。共同的要求是生物相容性：它们不能对人体造成伤害，也不能被人体破坏。

生物材料可分为多种类别。钛和钴铬合金等金属强度高、耐腐蚀，是关节置换和牙科植入的理想材料。羟基磷灰石等陶瓷材料能够模拟骨矿物质，并直接与骨骼结合。聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）等聚合物具有生物可降解性，可用于缝合线、药物输送和组织支架。复合材料则将多种材料结合在一起，以获得每种材料的最佳性能。

设计生物材料是一项需要权衡的艺术。它必须具备适合应用的机械性能。例如，骨植入物必须能够承受负荷且不易弯曲变形；血管移植物必须柔韧且不易凝血。此外，该材料还必须能够抵抗感染、磨损和降解。而且，它还必须易于制造和消毒。

该领域正朝着更智能的材料发展。药物洗脱支架会释放药物以防止再狭窄。形状记忆合金会在体温下膨胀。自修复水凝胶在受损后能够自我修复。材料不再是被动的，而是治疗的一部分。