在未来20~30 年内，生物医用材料和植入器械科学和产业将发生革命性变化：一个为再生医学提供可诱导组织或器官再生或重建的生物医用材料和植入器械新产业将成为生物医用材料产业的主体；表面改性的常规材料和植入器械作为其重要的补充。保守估计，2030 年左右两者可能导致世界高技术生物材料市场增长至0.8万余亿美元，与此相应，带动相关产业新增间接经济效益可达3 万余亿美元。

当代生物医用材料重点发展的产品和核心技术包括：

（1）组织诱导性生物医用材料，以及赋予材料诱导组织再生的设计和工程化制备技术。所谓组织诱导性生物材料是指可通过材料自身优化设计，而不是外加生长因子或活体细胞，刺激细胞沿特定组织细胞系分化，形成特定组织的材料。这是在中国科学家原创性理论基础上发展出的新一代生物医用材料。目前诱导骨形成的人工骨已在中国取证上市，美国等正在新建企业投入生产。进一步的发展集中于软骨、皮肤、肌腱、神经等非骨组织诱导性材料的设计及其制备工艺，预计5~10 年内后者将陆续上市。

 （2）组织工程化产品。美国FDA 已批准组织工程化皮肤及软骨等7 个产品上市，中国CFDA亦批准了组织工程皮肤上市，产业已开始形成。当前最有希望突破的是骨、软骨、肌腱、角膜、神经等组织工程化制品及组织工程化人工肝和肾。优选支架材料并优化其制备工艺，干细胞和成体细胞的提取和体外传代、增殖、模拟生物环境的体外细胞培养，以及生长因子的提取及生物衍生材料免疫原性消除和防钙化技术是其发展的关键核心技术。预计未来10 年内，组织工程产业将初步形成，并萌生一个500 亿美元的市场。

（3）材料表面改性以及表面改性植入器械的设计和制备的工程化技术，包括增进骨、牙等植入器械表面生物活性的表面生物活化技术；增进血液接触材料和器械的表面抗凝血及防组织增生改性技术； 赋予表面抗菌、抗磨损、选择性固定生物分子等的表面功能化技术等，以及植入器械形态结构设计系统及软件开发等。

（4）用于微创或无创治疗的介/ 植入治疗器械和辅助器械，如血管支架、介/ 植入治疗辅助器械等。虽然用于心血管系统的血管支架已产业化并用于临床，但其性能还需不断改进和提高。例如全降解支架的研发可能导致血管支架的更新换代，在未来5 年将大量用于临床。关键技术是可降解材料研发，植入器械的精密和微加工，以及表面抗凝血和防组织增生的改性等技术。同时，新的应用领域还有待进一步开拓，其发展有着很大的空间和市场。

（5）生物衍生材料和生物人工器官。材料和植入器械的组成和结构越是接近于人体组织越能为人体所接受，最好的生物材料就是人体自身的组织。因此，生物仿生是发展具有生物结构和生物功能的生物材料的最佳途径。来自动植物组织及其衍生的材料和生物人工器官是当代生物材料产业的一个重点。医用胶原、透明质酸钠、几丁糖、丝素蛋白、生物人工瓣膜、异体及异种组织修复片已在临床广泛应用并已产业化生产，但是质量和品种有待进一步提高和扩大，核心技术是动植物组织及其衍生材料免疫原性消除和防钙化等的工程化技术。

（6）纳米生物医用材料、植入器械和软纳米技术（包括纳米涂层）。从材料学观点人体组织可视为纳米复合材料。纳米生物医用材料制备技术及其生物学效应，包括生物学风险试验和评价，是研究和发展的重点。人体自身形成的具有纳米结构的组织并未表现出生物学风险，因此模拟生理条件下人体组织形成的纳米生物材料装配和合成技术，即软纳米技术，是发展纳米生物医用材料的关键技术。纳米羟基磷灰石—聚合物复合人工骨已在我国取证上市。未来10 年左右，纳米生物医用材料和器件，包括纳米药物控释载体和系统产业会有一个大的发展。

（7）与信息和电子学技术相结合的有源植入或部分植入器械。如生物芯片、人工耳蜗、神经调节与刺激装置、可植入的生物传感器、心脏起搏器等。这类器械既可用于离体和在体细胞及细胞内蛋白和基因的实时、动态检测，早期发现重大疾病，又可用于中枢神经系统功能恢复、治疗（如帕金森等中枢神经系统病的治疗）、心律管理和调节等，国际上正在大力发展并已用于临床，中国基本上属起步阶段。这类器械的发展将为生物材料产业开拓新的市场和空间。关键核心技术是精密微加工，包括表面微图案加工、高灵敏度弱电信号检测、生理环境响应传感器的设计和制备、以及长寿命微电池的研发和制备等技术。

（8）通用基础生物医用材料的原材料的开发和质量控制技术。迄今的生物医用材料基本上是移用其他高技术材料，生物学基础研究薄弱，是导致临床应用出现问题的主要原因。提高材料的生物相容性和质量稳定性、研发新的原材料，如可降解医用镁合金、丝素蛋白等，对生物材料的发展有很大意义。

（9）计算机辅助仿生设计及3D 打印的生物制造及设备，包括精密加工及自动化生产技术、个性化植入器械的制备技术、组织工程化仿生活体器械的快速成型和制备技术等。其发展可为临床提供一批生物制造设备。

（10）除上述产品外，生物医用材料和植入器械的封装、灭菌、消毒和储存技术，可生物降解和吸收的医用材料技术等亦是正在发展的关键技术之一。