Tissue Engineering I pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Lee, Kyongbum (EDT)/ Kaplan, David (EDT)/ Chan, C. (CON)/ Holland, T. A. (CON)/ Jaing, J. (CON)

出品人:

页数:243

译者:

出版时间:

价格:249

装帧:HRD

isbn号码:9783540319443

丛书系列:

图书标签:

组织工程
生物材料
再生医学
细胞培养
支架材料
生物力学
血管化
皮肤工程
软骨工程
骨组织工程

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具体描述

好的，这是一本关于现代材料科学与生物医学工程交叉领域的权威著作的详细介绍，内容聚焦于生物材料的设计、合成与功能化，旨在为研究人员和工程师提供全面的理论基础和实践指导。 --- 《先进生物相容性材料：从分子设计到组织再生应用》书籍概述与定位《先进生物相容性材料：从分子设计到组织再生应用》是一本深入探讨生物材料学前沿进展的综合性专著。本书旨在弥合基础材料科学、化学工程与临床医学应用之间的鸿沟，聚焦于开发具有特定生物学功能的智能材料系统，以解决当前组织工程和再生医学领域面临的关键挑战。本书的核心关注点在于材料的结构-性能-生物活性关系的精确调控。它不仅涵盖了传统生物惰性材料的改进，更着重介绍了新型合成、修饰和表征策略，以实现对细胞行为的精细引导，最终促进复杂组织的重建和功能恢复。第一部分：生物材料的基础与设计原理 (Foundations and Design Principles) 本部分为理解高级生物材料奠定了坚实的理论基础，重点介绍了材料的生物学响应和分子工程。第一章：生物材料的分类、生物学特性与标准本章详细阐述了生物材料的宏观分类（可吸收性、非吸收性、生物惰性、生物活性），并深入探讨了材料与生物环境的界面现象。内容包括：生物相容性评估的量化标准：毒理学测试、炎症反应的分子标记物、慢性炎症与纤维化反应的机制分析。界面科学核心：蛋白质吸附动力学、血栓形成机制与抗凝血表面设计。降解行为的动力学建模：水解、酶解在体内不同微环境（pH、温度）下的速率预测与控制。第二章：高分子材料的分子结构与拓扑控制聚焦于用于组织工程的主要骨架材料，特别是合成与天然高分子。合成聚合物的精确合成：重点介绍可控自由基聚合（如ATRP, RAFT）在控制分子量分布、末端官能团和拓扑结构（星形、梳形、刷形）中的应用。天然高分子基质的结构调控：胶原、纤连蛋白、壳聚糖和透明质酸的化学修饰技术（如交联、接枝共聚），以优化其机械强度和酶促降解速率。生物物理学考量：探讨聚合物链段的刚性、链缠结对细胞力学信号转导（Mechanotransduction）的影响。第三章：多孔结构构建的工程学方法成功的组织再生高度依赖于三维支架的孔隙结构和互联性。本章系统梳理了从微米到纳米尺度的支架制造技术。传统成型技术：熔融沉积/静电纺丝的参数优化及其对纤维直径和孔隙率的影响。新兴的无溶剂或绿色制造技术：超临界流体技术在构建高孔隙率、无残留溶剂支架中的应用。动态/4D支架设计：引入对外部刺激（温度、光照、磁场）敏感的响应性材料，实现支架在植入后的形态变化或药物控释。第二部分：功能化与生物活性集成 (Functionalization and Bioactivity Integration) 本部分的核心在于如何赋予材料“智能化”，使其能够主动与细胞进行信号交流和功能调控。第四章：表面化学与生物分子固定化技术材料表面的化学是决定细胞初始粘附和分化的关键。点击化学（Click Chemistry）在生物材料修饰中的应用：高效、高选择性地将RGD肽段、生长因子结合到高分子骨架上。表面能与亲疏水性的调控：等离子体处理、辐射接枝等技术对细胞铺展和定向生长的影响。多层次组装：利用分子自组装原理，构建模拟细胞外基质（ECM）的纳米级分层结构。第五章：生物活性因子的控释系统实现对生长因子和药物的时空精确释放是组织工程支架成熟的关键一步。封装技术：微球、纳米颗粒作为二次载体在支架内的集成。刺激响应性释放机制：设计对微环境变化（如炎症导致的pH下降、基质金属蛋白酶MMP活性升高）敏感的交联网络或疏水性囊泡，实现靶向和按需释放。遗传因子递送载体：探讨将质粒DNA或mRNA包裹在生物材料中，以诱导宿主细胞内源性因子产生的策略。第六章：细胞-材料相互作用的生物物理学调控超越化学信号，本章深入探讨物理因素对细胞命运的影响。机械性能与细胞分化：如何通过调整支架的杨氏模量（从软到硬）来诱导干细胞向脂肪、软骨或骨组织定向分化。电活性与神经/心肌组织的工程：导电聚合物（如PEDOT:PSS）的制备及其对神经元极化和心肌细胞同步收缩的影响。声学与光学响应材料：开发可被超声或光激活的材料系统，用于深层组织刺激或局部药物释放。第三部分：特定组织工程应用的案例研究 (Case Studies in Tissue Engineering Applications) 本部分将前述材料科学原理应用于实际的组织再生难题，展示先进材料如何解决临床瓶颈。第七章：心血管组织的再生与修复聚焦于构建具有弹性和导电性的血管替代物。人造血管的流体力学设计：结构各向异性材料的制备，以匹配天然血管的层状结构和机械特性。内皮细胞的稳定化：利用表面修饰技术防止血栓形成和内膜增生。心肌贴片的设计：集成导电支架与生物活性因子，以促进心肌细胞的同步电耦合和功能整合。第八章：骨与软骨工程的生物活性集成探讨如何通过仿生材料促进矿化和软骨再生。仿生矿化材料：磷酸钙陶瓷与高分子基体的复合，模拟天然骨骼的层次结构。引导性软骨再生支架：利用水凝胶的亲水性和低刚性，稳定软骨细胞表型并防止其向骨系分化。植入物表面感染控制：集成抗菌肽或金属纳米粒子，实现材料本身具有抗微生物活性。第九章：复杂器官功能模块的构建涉及更高级的系统集成，如用于药物筛选或替代治疗的工程组织。 “芯片上的器官”（Organ-on-a-Chip）的先进支架：设计具有复杂流体动力学和多细胞共培养界面的微流控支架。胰岛细胞封装：开发免疫隔离膜技术，保护胰岛细胞免受宿主排斥，同时允许葡萄糖和胰岛素自由交换。结论与展望本书最后总结了当前生物材料领域面临的挑战，特别是体内长期稳定性、免疫原性最小化以及从实验室到临床转化（Translational Challenges）的关键障碍。同时，展望了人工智能辅助材料筛选、活体生物打印技术与新型生物活性分子在未来生物材料设计中的核心作用。 --- 目标读者：生物医学工程师、材料科学家、生物化学家、组织工程研究生及从事医疗器械开发的专业人士。关键词：生物材料、组织工程、生物相容性、高分子合成、细胞信号转导、控释系统、仿生材料、生物物理学。