Bioceramics for Orthopaedic and Dental Applications

Bioceramics for Orthopaedic and Dental Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Li, Panjian, Ph.D./ Garino, Jonathan P., M.D./ Chou, L. Lee
出品人:
页数:500
译者:
出版时间:
价格:1351.00 元
装帧:
isbn号码:9780471787648
丛书系列:
图书标签:
  • Bioceramics
  • Orthopaedics
  • Dentistry
  • Bone Regeneration
  • Dental Implants
  • Tissue Engineering
  • Biomaterials
  • Calcium Phosphates
  • Hydroxyapatite
  • Bioactivity
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具体描述

新一代生物活性材料的革新:骨科与牙科领域的前沿进展 书籍名称:《骨组织工程与修复:从基础到临床的跨学科前沿》 引言:材料科学与生命科学的深度融合 当前,骨科和牙科领域的修复与再生医学正经历一场由新型生物活性材料驱动的深刻变革。随着人口老龄化趋势的加剧以及创伤、疾病导致的骨缺损日益增多,开发出能够与人体组织高效整合、促进自然修复过程的材料成为当今生物医学研究的核心焦点。本书旨在全面、系统地梳理和探讨支撑这一革命性进展的生物活性材料的最新研究成果、工程化策略以及临床转化应用,重点关注那些在生物相容性、机械性能、可降解性及生物活性调控方面展现出卓越性能的新一代材料体系。本书的视角超越了单一材料的介绍,而是侧重于材料设计如何与生物环境的复杂信号通路相互作用,从而实现更精准、更持久的组织再生。 第一部分:生物活性材料的基础理论与设计原理 本部分深入探讨了构成现代骨科和牙科修复基石的材料科学原理,并引入了先进的功能化设计理念。 第一章:生物材料的界面现象学与生物相容性评估 本章聚焦于材料植入人体后,其表面与体液、细胞间的复杂相互作用。详细阐述了蛋白质吸附动力学、血栓形成机制以及炎症反应的分子基础。重点介绍了评估材料生物相容性的新标准,特别是细胞外基质(ECM)模拟在指导细胞行为中的作用。我们将讨论如何通过表面能、润湿性及电荷分布的精细调控,实现对目标细胞(如成骨细胞、破骨细胞、成纤维细胞)的特异性招募和功能激活。此外,对材料降解产物毒性及长期体内稳定性的评估方法进行了详尽的论述。 第二章:机械性能与仿生结构的协同优化 理想的骨替代材料必须具备与天然骨组织相匹配的力学性能,尤其是在承重部位。本章系统分析了影响生物材料机械强度的关键因素,包括孔隙率、孔结构(开放性与连通性)以及晶体结构。我们深入探讨了结构梯度材料(Graded Materials)的设计理念,如何通过模仿皮质骨和松质骨的力学差异,制造出具有内在梯度性能的支架。此外,引入了先进的制造技术,如增材制造(3D打印)如何实现复杂、各向异性的微结构设计,以优化应力分布,避免应力遮挡现象,从而促进植骨愈合。 第三章:信号分子与生物活性调控 现代生物材料不再是惰性的填充物,而是信息传递的载体。本章聚焦于如何将生物活性分子集成到材料体系中,以主动调控组织再生过程。内容涵盖了生长因子(如BMPs、VEGF)、趋化因子(Chemokines)以及非编码核酸(如miRNA、siRNA)的封装、稳定释放机制及靶向递送策略。详细讨论了“按需释放”(On-Demand Release)系统的设计,即材料响应特定生物信号(如pH值、酶活性、温度)的变化而释放治疗剂的技术,这为实现动态、自适应的组织修复提供了新的途径。 第二部分:新型功能化材料体系的工程化 本部分聚焦于当前研究热点,介绍了几类具有革命性潜力的生物活性材料平台。 第四章:多孔聚合物与可降解骨架 本章深入研究了聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)及其共聚物(PLGA)等可吸收聚合物在组织工程中的应用。重点不再是单一聚合物,而是共混物(Blends)和复合材料(Composites)的设计。讨论了如何通过引入陶瓷纳米粒子(如生物活性玻璃粉末、羟基磷灰石晶体)来增强聚合物的生物活性和机械性能。详细分析了不同聚合度和分子量对降解速率和体内反应的影响,并介绍了用于制造高精度、高表面积多孔支架的先进成型技术,如冷冻干燥和超临界流体技术。 第五章:先进陶瓷与无机复合体的界面反应 本章关注于具有天然骨矿物结构的无机材料。重点分析了生物活性玻璃(Bioactive Glass)的溶解行为、硅酸盐网络结构及其与骨组织界面形成稳定化学键(如羟基磷灰石层)的机理。此外,对高纯度、高结晶度的羟基磷灰石(HAp)的晶体学特性、颗粒形貌控制及其在填充剂中的应用进行了详尽介绍。更重要的是,本章探讨了如何利用纳米级陶瓷材料(如纳米羟基磷灰石、氧化钛、氧化锆)来增强聚合物和金属基体的界面结合力与骨整合能力。 第六章:水凝胶:动态支架与软组织修复的桥梁 水凝胶因其高含水量和可塑性,成为模拟细胞外基质的理想材料。本部分详细介绍了用于骨科和牙科的刺激响应性水凝胶(Smart Hydrogels)。讨论了如何通过光交联、离子交联或点击化学(Click Chemistry)来精确控制水凝胶网络的孔隙度和机械弹性。重点关注了用于引导干细胞分化、封装活性细胞或作为药物缓释“微囊”的水凝胶体系,特别是在修复牙槽骨和颌面部软组织结合方面的应用。 第三部分:前沿技术与临床转化展望 本部分将目光投向材料科学与生物工程技术相结合的前沿应用,以及未来临床转化的挑战。 第七章:再生医学中的细胞与支架集成策略 本章强调了材料设计必须与生物学功能相结合。详细阐述了组织工程支架(Scaffolds)在引导干细胞(如间充质干细胞MSC)成骨分化中的作用。探讨了“细胞-支架”复合体的构建方法,包括共培养技术、生物反应器(Bioreactors)的应用以模拟生理环境下的机械刺激。特别关注了如何通过材料表面生物功能化(如RGD肽序列锚定)来提高细胞粘附效率和特异性。 第八章:3D生物打印技术:实现复杂结构制造的钥匙 增材制造技术彻底改变了定制化植入物的可能性。本章系统介绍了用于生物医学领域的多种3D打印技术(如挤出式、光聚合式、选择性激光烧结),并分析了每种技术对材料墨水(Bioinks)的要求。重点论述了如何利用多材料打印技术,制造具有功能分区(Functional Zoning)的复杂结构——例如,一个植入物同时具备中心的高强度承重区和周边的高孔隙度促进血管化和骨长入区。 第九章:面向未来的材料:生物电子学与传感集成 展望未来,生物材料将不再是被动材料,而是能够感知和响应体内环境的“智能”系统。本章介绍了将导电聚合物、纳米线或碳材料集成到支架中,以实现生物电刺激以促进骨再生和神经整合的技术。此外,探讨了植入式生物传感器如何实时监测植入区域的pH值、氧分压或炎症标志物,并将信息反馈给外部系统或材料本身,以指导后续治疗。 结论:个性化修复与精准医疗的蓝图 本书最终构建了一个清晰的蓝图:通过对材料本征属性的深刻理解和对先进工程技术的灵活运用,我们正逐步实现个性化、高效率、微创的骨科与牙科修复解决方案。成功的转化依赖于材料科学家、生物学家和临床医生的深度跨学科合作,共同克服生物屏障、优化长期性能,最终为患者提供持久的功能重建。

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读后感

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用户评价

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从排版和资料的更新程度上看,这本书给人的感觉是它在努力跟上快速发展的材料科学前沿,但似乎在某些**新兴纳米技术和智能化植入物**的讨论上略显保守。例如,在讨论到基于刺激响应的药物缓释系统时,内容似乎停留在早期概念验证阶段,缺乏对近两年在可降解性聚合物复合陶瓷方面取得突破性进展的详细介绍。这本书的优势在于它扎实地覆盖了经典、成熟的生物陶瓷家族,其对**材料的长期生物安全性评估标准**的梳理是极其宝贵的参考资料。但对于那些热衷于探索如“自修复陶瓷”或“具有电活性刺激功能的骨修复材料”的读者来说,可能会觉得有些意犹未尽,需要结合更近期的综述文献来补充信息。总而言之,它是一部优秀的“基石”之作,但并非最“尖端”的探路者。

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这本书的深度显然是面向那些已经在该领域摸爬滚打了一段时间的工程师和研究人员的,它对于**临床转化和工程化挑战**的探讨,简直是直击痛点。我注意到,作者在谈到陶瓷植入物的长期稳定性和疲劳损伤机制时,所引用的数据和模型都非常前沿和严谨,丝毫没有敷衍。尤其让我印象深刻的是关于**增材制造技术(3D打印)在复杂骨缺损修复中应用**的那一章节,它不仅仅停留在概念层面,而是详细分析了打印参数如何影响最终植入物的孔隙率梯度和机械性能,这种对“制造工艺-材料性能-生物响应”三者间微妙关系的剖析,体现了作者深厚的工程背景。对于我来说,如果期待它提供一套完整的、手把手的实验操作指南,那可能要失望,这本书的侧重点在于**“为什么”和“如何优化”**,而不是“怎么做”,它更像是同行之间的一场高水平的学术对话,而非教学课本。

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这本书简直是为那些对骨科和牙科材料领域充满好奇的“小白”量身定制的入门指南!它没有那种令人望而生畏的学术腔调,反而像是一位经验丰富、耐心十足的导师,手把手地带着我们从最基础的生物陶瓷概念讲起。我特别欣赏作者在讲解复杂化学结构时所采用的生动比喻,比如将陶瓷的晶体结构比作精密的积木搭建,这让原本枯燥的无机化学知识变得鲜活起来。书中对不同类型生物陶瓷(如羟基磷灰石、生物活性玻璃)的**宏观性能展示**非常到位,图片清晰,图表直观,让人能立刻感受到这些材料在实际应用中的潜力。对于我这种刚接触这个交叉学科的人来说,这本书最大的价值在于它成功地架设了一座桥梁,连接了基础材料科学与临床医学需求,让我不再感到无从下手,而是对这个领域产生了强烈的探索欲望。它没有深入到晦涩的生物相容性机制的微观细节,而是更侧重于材料的“是什么”和“能做什么”,为后续的专业深造打下了坚实而有趣的基础。

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这本书的语言风格和结构布局,表明它更倾向于成为**高等院校研究生级别的参考书**,而非面向普通爱好者的科普读物。每一章的逻辑推进都建立在对前一章知识点的吸收之上,缺乏足够的中间过渡和概念的形象化解释,使得初次接触者可能会感到阅读门槛较高。作者的行文风格极其精确和客观,很少使用主观评价性的词汇,这无疑增强了其学术权威性,但却牺牲了一定的可读性和流畅性。对于那些希望了解生物陶瓷**经济成本分析、知识产权布局或供应链管理**等非纯技术层面的读者,这本书几乎没有涉及这方面的内容。它完全聚焦于材料的化学、物理性能及其在生物环境中的表现,是一份纯粹的技术档案,严谨到近乎冷峻,适合需要进行深入理论回顾和文献检索的专业人士。

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对于临床医生,特别是那些希望将最新材料技术引入日常实践的外科医生和牙医而言,这本书的价值在于其**对生物学界面的精准描述**。它没有过多纠缠于陶瓷本身的物理化学合成细节,而是将大量的笔墨放在了“生物活性”这个核心概念上。书中详尽阐述了不同氧化物和磷酸盐陶瓷表面如何诱导骨细胞或牙釉质的形成,以及如何通过表面改性技术(比如离子掺杂)来调控细胞粘附和分化。这种从材料科学到细胞生物学的无缝切换,使得临床应用逻辑变得非常清晰。然而,如果读者期望看到大量具体病例文献的引用或详尽的手术流程图,这本书可能略显不足。它更偏向于**理论框架和材料机制的阐述**,为医生理解新材料的“内在工作原理”提供了坚实的理论基础,而不是直接提供一本临床操作手册。

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