近年來發展起來的一種新型生物陶瓷是氧化鋁單晶。氧化鋁單晶也稱寶石。用作生物陶瓷的氧化鋁單晶是無色透明的（稱為白寶石）。添加劑不同則有不同的顏色，如紅寶石、藍寶石等。
氧化鋁單晶的許多性能，如機械強度、硬度、耐酸堿性等都優于氧化鋁多晶陶瓷。而且，其生物相容性及在體內的安定性、耐磨損性也優于多晶陶瓷。最顯著的差別還是體現在機械強度上。因此，氧化鋁單晶在醫學領域獲得廣泛的應用。尤其是使用在要求高強度、耐磨損、耐腐蝕的部位。
氧化鋁單晶化學成分與多晶相同，晶型為α-Al2O3(即剛玉型）。因此氧化鋁單晶與多晶在性能上的差異主要可從結構差異上得到解釋，即氧化鋁單晶的結構完整，缺陷很少，無脆弱的晶界相。因而在應力作用下不易出現微裂紋和裂紋擴展，因而強度高。結構的完整性還體現在耐酸堿性和生物安定性（或生物相容性）上。
自然界中存在的單晶很少，目前應用的氧化鋁單晶均以人工方法制備。
氧化鋁單晶的生產方法比較多，有提拉法、導模法、氣相化學沉積法、焰熔法等。
（1)提拉法
提拉法又叫克拉斯克法或引上法。即把原料（氧化鋁與添加劑）裝入坩堝內，將坩堝置于單晶爐內（高頻感應爐），加熱使原料完全熔化，把裝在籽晶桿上的籽晶浸漬到熔體中與液面接觸，精密地調整溫度，緩慢地（以1. 0~4mm/min的速度）向上提拉晶桿，并以一定的速度旋轉（坩堝的轉速為10r/min,籽晶桿的轉速為25r/min,但它們的方向相反）使結晶過程在固液界面上連續地進行，直到晶體生長達到原定長度時為止。
（2)導模法
簡稱EFG法。在擬定生長的單晶物質熔體中，放頂面與所擬生長的晶體截面形狀相同的空心模子（導模），模子用材料應能使熔體充分潤濕而又不發生反應。由于毛細管的現象，熔體上升到模子的頂端面形成一層薄的熔體面，將晶種浸漬到其中，便可提拉出截面與模子頂端截面形狀相同的單晶體。
（3)氣相化學沉積法
此法也稱CVD法。將金屬的氫氧化物、鹵化物或金屬有機物蒸發成氣相，或用適當的氣體做載體，輸送到使其凝聚的較低溫度帶內，通過化學反應，在一定的襯底上沉積形成薄膜單晶體。
（4）焰熔法
焰熔法也叫維爾納葉法。此法生長單晶的設備及工藝簡單、經濟，無需昂貴的銥金坩堝作容器，故仍是常用的一種方法。
本法制備氧化鋁單晶用的初始原料與高純氧化鋁陶瓷的原料相同，為硫酸鋁銨,但必須是由工業合成的硫酸鋁銨經多次重結晶提純后所得原料。
硫酸鋁銨被加熱至200~900℃之間，首先脫水變成無水明礬，再逐漸變成硫酸鋁，而后脫硫成無定形化合物，最后形成造寶石原料γ-Al2O3,如果溫度再升高則變成α-Al2O3。所以由硫酸鋁氨分解獲得γ-Al2O3時，要求盛料的坩堝內部溫度很均勻，如果溫度不均 勻，部分偏高或偏低，則會使分解后的γ-Al2O3的晶粒度不一致。甚至有部分轉變成α-Al2O3或含少量無定形或脫硫未凈的料，這對單晶生長是不利的。
焰熔生長爐主要包括：火焰的燃燒裝置，結晶爐。火焰是熔融粉料和造成適當的溫度場的熱源，最常用的是氯氧火焰。將原料裝在料斗內，下降通過倒裝的氫氧焰噴嘴，將其熔化后沉積在保溫爐內的耐火材料托柱上，形成一層熔化層，邊下降托住邊進行結晶。晶體生長面與火焰噴槍口的距離是需要嚴格控制的參數，一般為15cm。用這種方法制備的晶體生長速度快，工藝簡單，但晶體的缺陷較多。