前言

本书是“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”之一。

材料科学被称为三大科学支柱之一，也是人类技术进步的标志。而生物材料学又是近年来诸多材料学中脱颖而出的一个灿烂奇葩，开辟了一个崭新的学科领域。

利用受生物启发的合成路径和源于自然的仿生原理设计形貌、结构可控的功能材料，研究其所具有的独特性能，已成为生命、化学、材料和物理等学科中一个活跃的前沿领域。生物材料学研究的主要目的是在分析天然生物材料自组装、生物功能及形成机制基础上，发展新型医用材料以用于人体组织器官的修复与替代，并且发展仿生高性能工程材料。生物材料学涉及生物材料的组成结构、性能与制备相互关系和规律，其研究开发正以空前的规模飞速发展。之所以如此，原因在于其强大的推动力，一是挽救成千上万人最宝贵的生命，二是大大提高人的生活质量。从这个意义上来说，生物材料是直接造福于人类生命和健康的一门科学。

生物材料学的内容丰富多彩，所涉及的学科也繁多广阔。学科相互渗透、交叉、融合已是现代科学发展的一个重要特点，也是科学技术蓬勃发展的生命力之所在。生物材料学已成为生命科学和材料科学的交叉前沿科学。生物材料学与化学、生物、医学、药学、物理、纳米技术以及其他学科还有密切的关系。生物材料是多个新兴的研究方向的基础，如组织工程、再生医学、药物缓释、生物传感器和人工器官等。

实际使用的生物医用材料种类繁多。一种新型生物医用材料从需求到开发、制造和植入的过程，要涉及诸多学科如材料科学、医学、力学、生物学、生物工程学、管理科学等。因此，生物材料专家应对设计生物材料的基本原理有很好的掌握和理解。这不但包括传统的材料科学的理论与实践，还包括材料被植入人体后所发生的复杂相互作用的机制和成功经验。因此，本书旨在为具有工程学科背景的读者补充涉及生物材料的生物学基础知识，同时为具有生物医学学科背景的读者补充涉及生物材料的材料学基础知识。在此基础上，介绍生物材料学特有的学科知识。

生物材料学已经形成自己独特的研究对象、研究方法和学科体系。这些是任何其他学科都不能包容的。本书主要阐述生物材料学的基本内容及原理。重点为材料科学专业人员补充生物学基础知识，包括天然生物材料的组成单元（生物大分子、生物矿物）、人体的基本组织和器官、细胞与材料作用的过程等，具备上述生物学基础知识才可能设计、制备新一代生物相容材料。本书对生物材料学科主要内容，如生物过程形成的分级结构、自组装和生物矿化原理，细胞与材料的相互作用，材料的生物相容性机制，生物医用材料的设计，组织修复愈合原理等，都做了较详尽的论述，各章节除了有学术上的内涵联系外，还有重要的实用价值。本书在总结大量国内外本领域研究现状的同时，也介绍了作者所在的研究组近年来在生物材料方面的研究成果。本书的特点是涉及的面比较广，可供材料科学、生物医学工程、化学、医学等相关专业的本科生和研究生选作教材或供科技人员以及高等院校相关专业的师生参考。

生物材料概论作为一门新兴学科，相关教材还比较少，本书愿意为生物材料领域的师生提供一个选择。本书不仅可作为生物材料专业的研究生和大学本科高年级学生的教学用书，亦可作为从事该领域研究者的参考书。广大读者启迪智慧灵感，开阔视野知识，激发求知欲望，探索创新精神，推动生物材料学科的发展，从而造福于人类的健康。著书若能如此，作者堪以欣慰。

本书引用了几百篇参考文献。相当一部分文献还来不及与各位作者联系，特别是国外学者、期刊和出版社，本书已经在各章中清楚标注。在此，作者亦向他们表示深深的感谢。在全书的编写过程中，谭荣伟、高永华、牛旭锋、黄智、王明波参加了本书的文献收集、图表制作以及文字校对等大量工作，在此表示衷心的感谢。

本书是作者在多年本科生和研究生教学以及科研实践基础上的积累，愿意与生物材料领域的同行共享，也敬请同行专家和本书的读者批评指正。

作 者2009年9月材料科学与工程系列