生物纖維材料作為生物材料中一個重要的類別，目前得到了越來越廣泛的關(guān)注和發(fā)展。一方面，臨床中不少領(lǐng)域?qū)α己玫纳锢w維材料有著迫切的需求，使生物纖維材料具有非常重要的研究意義和價(jià)值；另一方面，紡織科學(xué)與技術(shù)的迅速發(fā)展使得關(guān)于生物纖維材料的研究不僅僅停留在對天然材料結(jié)構(gòu)和功能的研究，而且大大促進(jìn)了對材料的仿生制備的技術(shù)發(fā)展，加快了良好的新型生物纖維材料的應(yīng)用進(jìn)程。
所謂生物纖維材料，它包括兩方面的含義：首先，它是生物材料，是指“用于取代、修復(fù)活組織的天然或人造材料”，這就需要這種材料具有良好的生物相容性，生物活性和可降解性，盡量接近天然材料的性能。其主要研究方法和目的是在分析天然生物材料微組裝、生物功能及形成機(jī)理基礎(chǔ)上，發(fā)展用于人體器官組織修復(fù)與替代的仿生高性能工程材料。其次，它是具有特殊的形態(tài)的材料———纖維材料，這種特殊的形態(tài)使得它們以特殊的功能和應(yīng)用領(lǐng)域而成為一類。通觀人體結(jié)構(gòu)，不少組織都和纖維相關(guān)：骨骼具有纖維結(jié)構(gòu)，神經(jīng)具有纖維的傳導(dǎo)功能，皮膚類似非織造布，血管是粗細(xì)不一的中空纖維網(wǎng)絡(luò)，肌肉是纖維絲束等等。人工的纖維結(jié)構(gòu)材料在修復(fù)和替代人體組織和器官等方面都得到了廣泛的研究，包括人工骨、人工韌帶、人工肌腱、人工血管、人工心臟瓣膜等，以及用中空纖維制成的人工腎，人工肺等也得到初步應(yīng)用。因此，生物纖維材料是一類非常重要的材料，具有廣泛的應(yīng)用前景。
目前對生物纖維材料的研究主要包括對天然材料的形態(tài)和功能的分析，利用天然材料為原料制備新型的生物纖維材料，或以其機(jī)理為指導(dǎo)進(jìn)行仿生制備。
天然生物纖維材料主要為生物體的高分子（如核酸、蛋白質(zhì)、纖維素及多糖）形成的纖維，其中，結(jié)構(gòu)蛋白是一重要類別，包括蠶絲，蜘蛛絲和膠原纖維等。它們具優(yōu)良的力學(xué)性能、生物相容性及生物活性，此外，其可降解性也不會對人體和自然造成不良影響。
科研人員以直徑在微米尺度的蠶絲為研究對象，對其天然結(jié)構(gòu)以及不同結(jié)構(gòu)和構(gòu)象對其力學(xué)性能等各方面的影響做了一些研究，得到了其化學(xué)組成，序列結(jié)構(gòu)，構(gòu)象和形態(tài)結(jié)構(gòu)的信息，以及不同構(gòu)象對纖維強(qiáng)度剛度等的不同影響。
近十年來，科學(xué)界對蜘蛛絲的研究更是對材料學(xué)的發(fā)展有很大的啟發(fā)。蜘蛛絲是一種直徑達(dá)到了納米尺度的天然材料，它的這種特征帶來了很多神奇的特性，其形成機(jī)理為納米纖維的制備，如新興的靜電紡絲法提供了指導(dǎo)。
動物和人體中的高分子纖維是一種分子水平上的纖維材料，其中有機(jī)高分子的分子鏈就可認(rèn)為是最細(xì)的納米纖維。這種分子纖維在不同的組織結(jié)構(gòu)中發(fā)展不同，如膠原蛋白由三條分子鏈形成三螺旋，直徑約3～4納米，而DNA則是由兩條分子鏈形成的雙螺旋，直徑約2.5納米。研究這種分子尺度上材料的微結(jié)構(gòu)對新材料開發(fā)很有意義。
科研人員以骨中膠原蛋白為研究對象，對骨的微結(jié)構(gòu)及膠原纖維在其中所起的作用做了研究，這對天然結(jié)構(gòu)形成機(jī)理的分析研究對仿生材料的制備有較大的指導(dǎo)作用，以此為依據(jù)制得了納米尺度的膠原纖維復(fù)合生物材料，可望在骨組織修復(fù)方面得到一定的應(yīng)用。
此外，從天然的動植物體中發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的生物纖維材料還有羥甲基纖維素纖維，海藻酸鹽纖維，膠朊質(zhì)纖維，甲殼素纖維等，也是具有較好生物相容性、生物活性和可降解性的生物纖維材料，科研人員正在開展更深入的研究，以便在不同領(lǐng)域得到應(yīng)用。
合成高分子纖維材料也是除天然材料以外得到廣泛研究和應(yīng)用的生物纖維材料。實(shí)際上，在應(yīng)用領(lǐng)域的功能纖維材料中，高分子材料以其繁多的品種，各異的性能迅速發(fā)展，形成了較多較成熟的產(chǎn)品，在生物醫(yī)學(xué)工程的領(lǐng)域中占有重要的地位。
用于生物材料的高分子纖維材料主要是有一定生物相容性和可降解性的高分子，如用于人體修補(bǔ)材料，人工皮膚等的聚酰胺酯，同晶型草酸酯等；用于組織框架，細(xì)胞培養(yǎng)的改性聚酯纖維；用于人工腎人工肺等的中空纖維分離膜的聚丙烯氰、聚砜、聚乙烯等。其面臨的最大問題是其降解程度及降解產(chǎn)物對機(jī)體的影響，而天然材料在這方面較有優(yōu)勢。
目前對生物纖維材料的研究除了尋找合適的原材料外，還包括用不同方法制備能夠?qū)嶋H應(yīng)用的材料。主要途徑有：通過化學(xué)的方法進(jìn)行復(fù)合、改性等仿生制備及進(jìn)一步功能化；利用紡絲工藝的新發(fā)展開發(fā)出不同結(jié)構(gòu)、成分和性能的纖維材料。其中，紡織工藝技術(shù)的發(fā)展對新型材料的開發(fā)和發(fā)展具有重要影響，注意紡織和生物兩個領(lǐng)域的結(jié)合，才能使生物纖維材料的研究和開發(fā)更加活躍，取得更大更快的發(fā)展�！鯐约t
