外傷、変性、疾病により、外科的修復や置換が必要になることがよくあります。 人が関節の痛みを抱えているとき、主な関心事は痛みの緩和と、健康的で機能的なライフスタイルへの復帰です。 そのため、膝、腰、指関節、肘、椎骨、歯、下顎の修復など、骨格部品の交換が必要になることが一般的です。 世界のバイオマテリアル市場は、24,000百万ドル近くと評価されています。 整形外科と歯科の用途が生体材料市場全体の約55%を占めています。 2000年の整形外科製品は全世界で130億ドルを超え、1999年の売上高から12%増加しました。 これらの分野では、人口の高齢化、若年層から中年層にかけての手術に対する嗜好の増加、技術や生活様式の改善、身体機能に対する理解の向上、美観の向上、より良い機能へのニーズなどの多くの要因によって、今後も拡大が見込まれています。 早くも100年前から、人工材料やデバイスは、人体のさまざまな構成要素を置き換えることができるまでに開発されてきました。 4903>
生体材料の歴史的発展
最古の生体材料アプリケーションのいくつかは、古代フェニキアまでさかのぼり、緩んだ歯を金線で束ねて人工歯を隣の歯に結びつけました。 1900 年代初頭には、骨折を安定させ、治癒を早めるために骨プレートが使用されるようになり、成功しました。 1950年代から60年代にかけては、血管置換術の臨床試験が行われ、人工心臓弁や人工股関節の開発が行われていました。 生体材料の使用における重要な要素は、その生体適合性、生体機能性、そして入手しやすさである。 セラミックスは、脆いという点を除けば、上記のすべての機能に関して理想的な候補です。
インプラント材料
生体内に置かれる異物が完全に適合することはないと認められています。 完全に適合するのは、生体自体で作られる物質（自己組織性）だけで、それ以外の物質は異物と認識されると、何らかの反応（宿主-組織反応）を起こす。 この4種類の反応により、筋骨格系へのインプラントの装着を達成するためのさまざまな手段が可能となる。 生体活性による生体材料の分類（a）生体不活性アルミナ歯科インプラント、（b）金属歯科インプラント上の生体活性ハイドロキシアパタイトコーティング、（c）表面活性バイオガラス、（d）生体吸収性リン酸三カルシウム（インプラント）
Biomaterials Classifications
合成材料を人体に設置すると、組織は材料の種類によってさまざまに反応してインプラントを変形させていく。 組織の相互作用のメカニズムは、インプラント表面に対する組織の反応に依存します（もしある場合）。 一般的に、生体材料は組織の反応を表す3つの用語で表現されたり、分類されたりします。 これらは、バイオイナート、バイオソルバブル、バイオアクティブの3つであり、優れたレビュー論文でよくカバーされています。 一般的に、生体不活性インプラントの周囲には線維性カプセルが形成されるため、その生体機能はインプラントを介した組織の統合に依存します（図1a）。 これは、生きた骨の中に埋め込むことによって引き起こされる、時間依存的な表面の運動学的変化を通して起こります。 生体活性インプラントと周囲の体液との間のイオン交換反応により、インプラント上に、化学的にも結晶学的にも骨のミネラル相に相当する、生体活性炭酸アパタイト（CHAp）層が形成されるのである。 このような材料の代表例として、合成ハイドロキシアパタイト、ガラスセラミックA-W、bioglass®（図1bおよびc）があります。
生体吸収性バイオマテリアル
生体吸収性とは、人間の体内に入ると溶解し始め（吸収）、ゆっくりと進行する組織（骨など）と置き換わる材料のことを指します。） 生体吸収性材料の一般的な例としては、リン酸三カルシウムやポリ乳酸-ポリグリコール酸のコポリマーなどがある。 酸化カルシウム、炭酸カルシウム、石膏なども、過去30年間に利用されてきた一般的な材料である（図1d）。