Mechanics of Biological Tissue pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Ogden, R. W. 编

出品人:

页数:534

译者:

出版时间:

价格:$ 202.27

装帧:HRD

isbn号码:9783540251941

丛书系列:

图书标签:

生物力学
生物材料
组织力学
生物工程
医学工程
材料科学
力学
生物物理学
软物质力学
生物组织

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具体描述

The mechanics of biological tissues is a multidisciplinary and rapidly expanding area of research. The book points to important directions combining mechanical sciences with the exciting new developments in biology. It delivers state-of-the-art articles on: Mechanics of tissues at the molecular, cellular, tissue and organ levels. Mechanobiology, with particular reference to growth, remodeling, repair and aging. Experimental, microstructural and continuum mechanical perspectives with an emphasis on modelling, and simulating therapeutic and diagnostic procedures. Implementation of mechanical models in numerical codes to provide a tool for the design and development of prostheses. Numerical models have the potential to greatly improve diagnostics and therapeutical procedures that involve tissue mechanics.

好的，这是一本关于生物材料力学的书籍简介，书中内容与您提到的《Mechanics of Biological Tissue》无关。 --- 生物材料的结构、性能与应用：从基础到前沿导言生物材料是支撑现代医学、组织工程与再生医学等领域发展的基石。理解这些材料的结构-性能关系，对于设计出具有优异生物相容性、可控降解速率及理想机械特性的植入物和支架至关重要。本书《生物材料的结构、性能与应用：从基础到前沿》旨在全面、深入地探讨生物材料领域的关键科学原理、前沿研究进展及其在实际应用中的挑战与机遇。全书结构严谨，内容涵盖了从基础的材料科学到复杂的生物力学与组织再生过程，为研究生、研究人员及临床工程师提供了一份详尽的参考指南。第一部分：生物材料基础与分类本部分首先确立了理解生物材料的必要背景知识，重点关注其化学本质、结构特征及其与生物环境的相互作用。第一章：生物材料的定义与发展历程本章追溯了生物材料科学的起源，从早期的金属和陶瓷植入物，到现代的高分子聚合物和复合材料。重点讨论了生物材料的三个核心要素：生物相容性、生物活性和功能化。第二章：主要生物材料类型详解深入剖析当前应用最广泛的几类材料：生物惰性材料（Bio-inert Materials）：详述钛合金、氧化锆陶瓷等在骨科和牙科领域的长期性能表现，包括其表面氧化膜的形成机制和在体液中的稳定性。生物活性材料（Bioactive Materials）：重点介绍生物活性玻璃（如45S5 Bioglass）和羟基磷灰石（HAp）的溶解与再矿化机制，及其诱导骨组织生长的能力。可降解材料（Biodegradable Materials）：详细分析聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）及其共聚物（PLGA）的水解动力学、降解产物的生物毒性评估方法，以及控制降解速率的设计策略。天然高分子材料：探讨胶原蛋白、壳聚糖、透明质酸等天然聚合物的结构特点、交联技术（如戊二醛、EDC/NHS法）及其在伤口敷料和组织工程支架中的应用潜力。第三章：生物材料的表面特性与界面行为材料的表面化学决定了其与细胞的初始接触方式。本章着重讨论表面能、润湿性、表面电荷以及蛋白质吸附的动力学模型。详细阐述了蛋白质的“Vroman效应”在生物材料表面吸附过程中的作用，以及如何通过表面修饰（如PEG化、RGD肽段接枝）来调控细胞粘附、增殖与分化。第二部分：生物材料的机械性能与表征生物材料必须在特定的生理载荷下保持结构完整性。本部分聚焦于材料的力学性能测试、结构对性能的影响，以及生物力学环境的模拟。第四章：生物材料的经典力学性能测试系统介绍用于评估生物材料的关键力学指标和测试方法，包括：静态测试：拉伸、压缩、弯曲强度和模量的测定（遵循ASTM或ISO标准）。动态与疲劳测试：阐述生物植入物（如人工关节、血管支架）在循环载荷下的失效模式，包括高周疲劳和低周疲劳的评估。蠕变与应力松弛：分析聚合物材料在持续载荷下的粘弹性行为，这对理解软组织替代材料的长期稳定性至关重要。第五章：多孔支架的结构力学组织工程支架通常具有高度多孔结构，其宏观力学性能是孔隙率、孔径分布和壁厚共同作用的结果。本章利用有限元分析（FEA）的原理，建立不同孔结构（如立方、随机、定向排列）对支架整体模量的影响模型，并讨论了孔隙网络拓扑结构对营养物质传输和细胞迁移的制约。第六章：生物材料的生物力学环境模拟探讨如何利用体外生物反应器（Bioreactor）系统模拟体内生理条件，特别是机械刺激对细胞命运的影响。内容包括：流体剪切应力（Fluid Shear Stress）在血管工程中的应用、双轴拉伸对皮肤等各向异性组织的影响，以及生物材料在模拟载荷下的声发射（Acoustic Emission）监测技术。第三部分：功能化与组织再生应用本部分将理论知识应用于解决实际的生物医学工程问题，侧重于如何设计和制造出能够引导组织再生的智能材料系统。第七章：药物缓释系统设计阐述如何利用生物材料作为载体实现药物的定时、定量释放。重点分析扩散控制释放、溶蚀控制释放和渗流（Reservoir）系统的设计原理。讨论了抗炎药、抗生素或生长因子在不同类型聚合物基质中的封装与释放动力学模型（如Korsmeyer-Peppas模型）。第八章：先进制造技术在生物材料中的应用全面介绍增材制造（3D打印）技术如何革新生物支架的制造。详述了光固化立体光刻（SLA）、熔融沉积建模（FDM）和喷墨打印在构建具有精确几何结构和梯度材料特性的支架方面的优势，以及如何控制打印参数以影响最终材料的孔隙结构和机械性能。第九章：软组织工程与再生聚焦于心肌、皮肤和软骨等对机械性能要求极高的组织修复。探讨水凝胶（Hydrogels）作为仿生细胞外基质（ECM）的潜力，以及如何通过交联密度和分子量控制水凝胶的储能模量（Storage Modulus）和损耗模量（Loss Modulus），使其与目标组织相匹配。第十章：生物材料的长期植入与失效分析本章讨论生物材料在体内的长期稳定性问题，包括降解产物的生物累积、慢性炎症反应的诱导机制，以及植入物周围的纤维囊化（Fibrous Encapsulation）现象。内容还包括植入物表面微动磨损（Fretting Wear）的分析方法，这对评估人工关节的长期耐用性至关重要。总结与展望全书最后展望了生物材料领域的未来趋势，包括智能响应型材料、基因编辑与材料的整合，以及个性化医疗中生物材料的定制化制造策略，强调多学科交叉融合对推动下一代生物医学技术发展的决定性作用。 ---