Bone Morphogenetic Proteins pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Vukicevic, Slobodan 编

出品人:

页数:343

译者:

出版时间:

价格:$ 213.57

装帧:

isbn号码:9783764385514

丛书系列:

图书标签:

BMPs
骨形态发生蛋白
骨骼
再生医学
组织工程
生物材料
信号通路
细胞分化
创伤修复
医学研究

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具体描述

Tissue engineering is gaining interest as it is applied for regeneration of organs to attain their lost function. Although resorbable scaffolds and progenitor cell types are required principles to engineer a functional tissue locally, the inductive signal is a prerequisite to trigger the growth and differentiation of responding cells in space and time. Bone morphogenetic proteins (BMPs), also called growth and differentiation factors (GDFs), originally identified from bone have been successfully used to regenerate the bone in humans. Most recent preclinical data suggests that BMPs have a potential to provide protection against inflammation and fibrosis in acute and chronic injury of parenchymal tissues when applied systemically to sustain the function of kidney and liver. The application of BMPs from a local to systemic utility is a rapidly growing field, gaining interest among researchers and biotech entrepreneurs. In this volume, we summarize the advances made on the local and systemic use of BMPs including chapters covering the regulation of BMP-signalling pathways, biological actions of BMPs in bone, cartilage and teeth, as well as clinical applications and potential systemic use of BMPs for tissues beyond bone. This volume is of interest to researchers from immunology, cell biology, biochemistry, and clinicians from orthopedics and dentistry, as well as to research managers from biotech and pharmaceutical companies.

骨骼生物学与组织工程前沿探索：从发育到再生图书简介本书旨在全面梳理和深入探讨骨骼生物学、组织工程学以及再生医学领域的核心概念、关键技术与前沿进展。全书内容涵盖了骨骼发育的分子机制、骨组织稳态的调控网络、骨缺损的修复策略以及新型生物材料与细胞疗法的应用。本书面向生物医学工程、组织工程、骨科、生物材料学、发育生物学等相关领域的科研人员、研究生以及临床医生，力求提供一个系统、深入且具有实践指导意义的参考。第一部分：骨骼发育与成熟的分子基础第一章：胚胎骨骼的起源与形态发生本章详细阐述了中胚层细胞分化为成骨细胞祖细胞的早期事件。重点解析了软骨内成骨与膜内成骨这两种主要的骨骼形成路径，并结合最新的遗传学证据，阐述了关键转录因子（如Runx2、Osterix）在启动成骨分化中的核心作用。我们深入探讨了信号通路，特别是Wnt/$eta$-catenin信号通路在控制骨量和骨密度中的调控机制，以及Shh和TGF-$eta$家族在骨骼形态发生中的精细调控网络。第二章：骨组织稳态的动态平衡骨骼是一个持续重塑的动态器官。本章聚焦于骨吸收与骨形成之间的精妙平衡。我们将详细介绍破骨细胞的生命周期及其对骨吸收的调控，包括RANK/RANKL/OPG系统的分子机制。同时，对成骨细胞的成熟、矿化过程及细胞外基质的组成与功能进行了详尽的分析。此外，本章还探讨了骨骼微环境，特别是骨髓间充质干细胞（BMSCs）在维持骨量和响应机械刺激中的关键作用。对骨内血管网络（血管化）与骨形成耦合机制的最新研究成果也将被纳入讨论。第三章：骨骼代谢的内分泌与机械调控骨骼健康受全身性因素的复杂影响。本章专门探讨了维生素D、甲状旁腺激素（PTH）以及雌激素等重要激素对骨代谢的系统性调节。重点分析了激素受体在骨细胞上的信号传导，及其如何影响钙磷平衡和骨矿物质密度。此外，本章深入剖析了机械应力（如负重、运动）如何通过骨细胞和类骨细胞感知、转导为生化信号，从而指导骨骼的适应性重塑过程，这是理解骨质疏松发生机制的基础。第二部分：骨缺损的修复与再生策略第四章：自体骨移植与异体材料的临床应用本章回顾了骨科修复的“金标准”——自体骨移植的优势与局限性，包括其对供区的损伤。随后，本书系统地介绍了各类异体移植材料，如骨替代物。我们详细分类讨论了陶瓷类（羟基磷灰石、生物活性玻璃）、高分子聚合物类（PLA、PGA及其共聚物）以及天然骨替代物（脱钙骨基质、冻干骨等）的生物相容性、降解特性和骨传导能力。特别关注了材料孔隙结构、孔隙大小分布对细胞迁移与血管化过程的影响。第五章：组织工程学在骨修复中的应用基础本章将组织工程学的“三要素”——细胞、支架和生物活性因子——应用于骨修复领域。详细论述了不同来源的干细胞（BMSCs、脂肪干细胞等）在体外诱导成骨分化的条件优化。支架材料的设计原则，包括生物降解速率的精确控制、机械性能的匹配以及表面功能化修饰，是本章的核心内容。此外，我们还探讨了生长因子（如BMPs家族以外的其他促成骨因子）的递送系统构建与释放动力学研究。第六章：生物活性支架与仿生材料的设计本章深入探讨了如何通过仿生学理念设计更接近天然骨骼微环境的再生支架。重点关注了纳米纤维技术在构建具有模仿细胞外基质（ECM）结构支架中的应用，及其对细胞粘附和信号转导的影响。此外，本章还详述了功能化支架的构建策略，例如通过表面接枝生物分子、集成纳米颗粒（如生物活性离子、磁性纳米颗粒）来增强其促成骨和促血管化性能。对多孔结构的设计，包括互穿网络结构（IPN）和梯度多孔结构的研究，提供了优化组织再生的新视角。第三部分：先进技术与未来方向第七章：生物反应器技术与动态培养传统的静态培养已无法满足复杂组织工程的需求。本章详细介绍了生物反应器在优化骨组织工程中细胞培养环境的应用。重点阐述了灌流式反应器和旋转/振荡反应器如何模拟体内生理环境，特别是施加生物力学载荷（如流体剪切应力、机械压力）对干细胞向成骨细胞分化及支架矿化的促进作用。我们讨论了如何通过实时监测（如氧气、pH值、代谢产物）来动态调控培养过程，以确保支架和组织的质量。第八章：3D打印与增材制造在骨修复中的革新增材制造技术彻底改变了定制化医疗的可能性。本章系统梳理了3D打印技术（如熔融沉积、光固化、喷墨打印）在构建具有复杂内部结构的定制化骨替代物中的应用。重点讨论了生物墨水（Bioink）的配方设计，以平衡其流变学特性和细胞相容性。结合影像学数据（CT/MRI），实现与患者解剖结构完全匹配的植入物设计流程，以及打印后支架的后处理和细胞接种优化策略。第九章：血管化与功能化整合的挑战成功的骨再生，尤其是对大尺寸骨缺损的修复，关键在于快速建立有效的血液供应。本章专门聚焦于骨组织工程中的血管化策略。详细介绍了几种主要的血管化方法：细胞-内皮细胞共培养、血管内皮生长因子（VEGF）的控释、预血管化支架的构建。同时，本章讨论了如何将神经再生元件集成到骨修复支架中，以实现更全面的组织功能重建，并展望了在应对复杂创伤和肿瘤切除后骨缺损修复中的潜力。第十章：临床转化与前沿研究展望本章总结了骨组织工程产品从实验室到临床转化的关键环节和监管要求。讨论了现有临床试验的成功案例与挑战，例如免疫排斥问题和长期植入物的生物稳定性。最后，本书展望了该领域的未来研究方向，包括使用类器官模型研究骨疾病、开发智能化响应性支架（如pH敏感、温度敏感材料）以及探索基因编辑技术在增强自体细胞修复能力方面的应用潜力。总结：本书内容结构严谨，理论与实践相结合，全面覆盖了骨骼生物学基础、组织工程支架设计、先进制造技术以及临床转化等多个层面，是理解和推动骨组织再生领域发展的权威性参考资料。