生物陶瓷作為壹種生物醫用材料，無毒副作用，與生物組織相容性好，耐腐蝕，已廣泛應用於臨床制造人工骨、骨釘、假牙、牙種植體和髓內釘。目前，生物陶瓷材料的研究已經從短期的替代和填充發展到永久牢固的種植，從生物惰性材料發展到生物活性材料。但由於常規陶瓷材料中孔隙和缺陷的影響，這種材料的低溫性能較差，彈性模量遠高於人體骨骼，力學性能不匹配，容易斷裂，強度和韌性達不到臨床要求，大大限制了其應用。
納米材料的出現使生物陶瓷的生物學和力學性能大大提高成為可能。與常規陶瓷材料相比，納米陶瓷內部孔隙或缺陷的尺寸大大減小，材料不易引起穿晶斷裂，有利於提高固體材料的斷裂韌性。但晶粒細化大大增加了晶界數量，有助於晶界間的滑移，使納米陶瓷材料表現出獨特的超塑性。壹些材料科學家指出，納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰略途徑。同時，納米材料固有的表面效應使得其表面原子有很多懸掛鍵，不飽和，化學活性高。這種特性可以增加材料的生物活性和成骨誘導能力，實現植入材料在體內早期固定的目的。
美國科學家在體外模擬實驗中研究了納米固體氧化鋁和納米固體磷灰石材料與常規氧化鋁和磷灰石固體材料的區別。結果表明，納米固體材料具有更強的細胞吸附和繁殖能力。他們懷疑這可能是由於以下原因。
(1)納米固體材料在模擬環境中更容易降解。
(2)晶粒和孔徑的減小改變了材料的表面粗糙度，增強了類成骨細胞的功能。
(3)納米固體材料表面親水性更強，細胞更容易吸附在上面。
此外，人們還利用納米顆粒小、比表面積大、擴散率高的特點，在壹些已提出的生物陶瓷材料中添加納米陶瓷粉末，以提高此類材料的密度和韌性，並將其用作骨替代材料，如納米氧化鋁增韌氧化鋁陶瓷、納米氧化鋯增韌氧化鋯陶瓷等。，並取得了壹定的進展。
中國四川大學的科學家將納米類骨磷灰石晶體和聚酰胺聚合物制成復合物，並將納米晶體的含量調整到與人體骨骼所含比例相同，成功研制出納米人工骨。這種納米人工骨是壹種高強度、柔性的復合仿生生物活性材料。由於這種復合材料具有優良的生物相容性、機械相容性和生物活性，由其制成的納米人工骨不僅能與天然骨形成生物結合，而且能與人體肌肉和血管牢固生長。還能誘導軟骨的形成，各種特性幾乎與人骨相當。此外，他們還設想將納米固體陶瓷材料制成人造眼球的外殼，使這種人造眼球不僅能像真眼壹樣同步運動，還能通過電脈沖刺激腦神經，看到精彩的世界；理想的納米生物陶瓷眼球能與眼眶肌肉組織很好地融合，並能同步運動。
在無機非金屬材料中，磁性納米材料最受關註，已成為新興生物材料領域的研究熱點。特別是磁性納米粒子表現出良好的表面效應，比表面積急劇增加，官能團密度和選擇性吸附能力增加，攜帶藥物或基因的百分比增加。在物理和生物學意義上，順磁性或超順磁性納米鐵氧體納米顆粒在外磁場作用下，通過升溫至40 ~ 45℃即可殺死腫瘤。
德國學者報道了氧化鐵含量為75% ~ 80%的超順磁性多糖納米粒子(200 ~ 400 nm)的合成及其理化性質。它與納米二氧化矽相互作用以提高顆粒基體的強度，並研究了納米磁性顆粒在分子生物學中的應用。測試具有特定比表面的葡萄糖和二氧化矽增強的納米顆粒。與工業上可用的人工磁珠相比，它包括DNA自動純化、蛋白質檢測、分離純化、生物材料中的逆轉錄病毒檢測、內毒素去除和磁性細胞分離。例如，在DNA的自動純化中，用濃度為25mg/mL的葡聚糖納米顆粒和SiO2 _ 2增強的納米顆粒懸浮液實現了DNA類型1-2KD的非特異性DNA結合能力。二氧化矽增強葡聚糖納米顆粒的應用大大減弱了背景信號。此外，磁性納米粒子還可以包覆高分子材料，與蛋白質結合，作為藥物載體註射到人體內。在2125×103/π(A/m)的外磁場作用下，磁性納米粒子的磁取向可以使其向病竈移動，從而達到定向治療的目的:Fe3O4例，10 ~ 50n。這種局部治療效果好，副作用少。有前途的納米技術。
此外，根據TiO _ 2納米粒子具有很高的氧化還原能力，在光照下可以分解微生物的蛋白質這壹事實，科學家進壹步將TiO _ 2納米粒子應用於癌細胞的治療。研究結果表明，TiO _ 2納米粒子在紫外線照射65438±00分鐘後能殺死所有癌細胞。
還有壹些其他應用的例子。
20世紀80年代初，人們開始利用納米粒子分離細胞，並建立了利用納米二氧化矽粒子分離細胞的新技術。基本原理和過程如下:首先，制備二氧化矽納米顆粒，尺寸控制在15 ~ 20 nm。結構壹般是無定形的，然後其表面被單層覆蓋。塗層的選擇主要取決於待分離細胞的種類，通常選擇與待分離細胞具有親和力的物質作為附著層。包覆二氧化矽納米粒子形成的復合物的尺寸約為30納米；。第二步，制備含有各種細胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液，並適當控制膠體溶液的濃度；第三步是將納米二氧化矽包覆顆粒均勻分散到含有多種細胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中，然後通過離心技術和密度梯度原理快速分離出所需細胞。這種方法的優點是:①容易形成密度梯度；②納米二氧化矽顆粒易於從細胞中分離出來。這是因為納米二氧化矽顆粒屬於無機玻璃範疇，性質穩定。壹般不與膠體溶液和生物溶液反應，既不汙染生物細胞，也不容易分離。
基於不同抗體對細胞內各種器官和骨組織的敏感性和親和力的顯著差異，選擇抗體類型，將納米金顆粒與預先精制的抗體或單克隆抗體混合，制備各種納米金-抗體復合物。借助與細胞內各種器官和骨骼系統結合的復合顆粒，復合物在白光或單色光照射下呈現某種特征顏色(如10nm的金顆粒在光學顯微鏡下呈紅色)，從而用不同的顏色“標記”各種組合，從而為提高細胞內組織的分辨率提供了壹種急需的染色技術。
生物材料應用於人體後，周圍組織有發生關聯感染的危險，會導致材料和手術的失敗，給患者帶來極大的痛苦。為此，人們開發了壹些具有抗菌性能的納米生物材料。如在合成羥基磷灰石納米粉體的反應中，向反應物中加入銀、銅等可溶性鹽的水溶液，使抗菌金屬離子進入磷灰石晶體產物中，制備抗菌磷灰石微粉，用於骨缺損填充等方面。
目前，已經發現了許多具有殺菌或抗病毒功能的納米材料。二氧化鈦是光催化劑的壹種，普通的TiO2只有在紫外光照射下才有催化作用，但當其粒徑達到幾十納米時，只要在可見光照射下就有很強的催化作用。研究表明，其表面會產生自由基離子破壞細菌中的蛋白質，從而殺死細菌，降解細菌釋放的有毒化合物。在實際應用中，可以在產品的整體或部分加入納米TiO2 _ 2，然後用另壹種物質將其固定化，在壹定溫度下會緩慢釋放出自由基離子，使產品具有殺菌或抗菌功能。比如用TiO2處理過的毛巾用可見光照射，毛巾上的細菌會被納米TiO2釋放的自由基離子殺死。TiO2 _ 2光觸媒適合直接放置在醫院病房、手術室、生活空間等細菌密集的地方。
經過近幾年的發展，納米生物陶瓷材料的研究取得了可喜的成果，但總體上看，該領域仍處於起步階段，許多基礎理論和實際應用還需要進壹步研究。比如納米生物陶瓷的制備技術研究——如何降低成本，使其成為民用醫用材料；新型納米生物陶瓷材料的開發與利用:如何使功能性納米生物陶瓷材料盡快從前景走向現實，從實驗室走向臨床；大力推動分子納米技術的發展，早日實現維持人類健康的分子水平的儀器和裝置的構建等。這需要材料工作者和醫務工作者的通力合作和共同努力才能實現。