生物材料与组织工程（第二版）

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丛书名：材料科学与工程品牌专业系列规划教材

• 作者：熊党生编著
• 出版时间：2018/5/1
• ISBN：9787030568120
• 出 版 社：科学出版社

适用读者:材料科学与工程和生物医学工程学科本科生及研究生，相关专业的科技人员、教师和学生

• 中图法分类：R318.08 
• 开本：16
• 字数：(单位：千字)

内容简介

本书分为两部分：第1～7章为生物材料部分，主要介绍生物医用材料的特点、要求、结构与性能、评价方法及其在医学中的应用，分别对医用金属材料、医用陶瓷材料、医用高分子材料、生物材料表面改性和纳米生物材料进行详细论述。第8～13章为组织工程部分，首先介绍组织工程三要素，重点论述细胞分子生物学、组织工程化皮肤、骨组织工程以及肌腱和韧带组织工程等。本书在系统性、科学性的基础上力求反映相关技术**的研究进展。

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目 录

目录
第1章 绪论 1
1.1 生物材料发展背景 1
1.2 生物材料的分类 2
1.3 生物材料的使用性能 2
1.4 生物材料与组织工程学 5
参考文献 6
第2章 生物相容性及生物学评价 7
2.1 人体生理环境 7
2.2 生物相容性 8
2.2.1 组织相容性 8
2.2.2 血液相容性 9
2.3 材料在生物体内的反应 11
2.3.1 膨胀与浸析 12
2.3.2 腐蚀与溶解 12
2.3.3 生物分子与材料表面的反应 14
2.3.4 高分子材料的水解与降解 14
2.4 宿主反应 15
2.4.1 伤口愈合过程 15
2.4.2 免疫反应与补体系统 17
2.4.3 全身反应 18
2.4.4 材料与肿瘤的产生 20
2.4.5 植入感染 22
2.5 植入物的病理学反应 23
2.6 生物材料的生物相容性评价 24
2.6.1 生物学评价项目的选择 24
2.6.2 生物学评价与新材料研究 25
2.6.3 生物学评价试验方法及特点 26
2.7 生物相容性研究及评价展望 26
参考文献 27
第3章 医用金属材料 28
3.1 概述 28
3.2 医用金属材料的特性与要求 28
3.2.1 金属材料的生物相容性 28
3.2.2 金属材料的力学性能 29
3.2.3 金属材料的腐蚀性能 30
3.3 常用医用金属材料 30
3.3.1 不锈钢 30
3.3.2 钴基合金 33
3.3.3 钛和钛合金 36
3.3.4 齿科用金属 39
3.3.5 其他金属 42
3.4 医用金属材料的腐蚀 43
3.4.1 腐蚀的机理 43
3.4.2 生理腐蚀 44
3.4.3 常用金属材料的耐腐蚀性能 45
3.5 医用金属材料的腐蚀磨损 46
3.5.1 常见腐蚀磨损 46
3.5.2 腐蚀与磨损协同作用原理 48
3.5.3 腐蚀磨损试验设备 48
3.5.4 各种医用金属植入物腐蚀磨损研究 50
3.6 医用金属材料的微动磨损 54
3.6.1 微动及微动磨损概念 54
3.6.2 微动磨损机理 55
3.6.3 微动磨损的试验方法 56
3.6.4 纯钛及钛合金植入体的微动磨损 57
3.6.5 不锈钢植入体的微动磨损 57
3.6.6 植入体表面HAP涂层的微动磨损 59
3.6.7 植入体表面DLC涂层的微动磨损 60
3.7 金属与合金表面涂层处理 61
3.7.1 物理化学方法 61
3.7.2 形态学方法 63
3.7.3 生物化学方法 63
3.8 医用金属材料研究进展 64
3.8.1 医用镁及镁合金材料的研究 64
3.8.2 多孔医用金属材料研究 67
3.8.3 常用金属植入材料的发展 70
参考文献 72
第4章 医用陶瓷材料 79
4.1 概述 79
4.2 陶瓷结构与性能的关系 81
4.2.1 陶瓷的结构 82
4.2.2 陶瓷的物理性能 83
4.3 磷酸钙陶瓷 85
4.3.1 磷酸钙陶瓷概述 85
4.3.2 羟基磷灰石 87
4.3.3 磷酸三钙 97
4.4 生物活性玻璃与生物微晶玻璃 101
4.4.1 生物活性玻璃的结构和特性 102
4.4.2 生物玻璃的活性 102
4.4.3 常见的生物活性玻璃 104
4.4.4 展望 108
4.5 其他生物陶瓷 109
4.5.1 氧化铝生物陶瓷 109
4.5.2 氧化锆生物陶瓷 110
4.6 陶瓷材料的增韧强化 113
4.6.1 增韧机制 113
4.6.2 展望 114
4.7 陶瓷基生物医用复合材料 115
4.7.1 生物陶瓷与陶瓷复合材料 115
4.7.2 生物陶瓷与高分子复合材料 118
4.7.3 生物陶瓷复合材料的展望 121
参考文献 122
第5章 医用高分子材料 126
5.1 概述 126
5.2 高分子材料的特性 127
5.2.1 近程结构 128
5.2.2 远程结构 130
5.3 人工器官 131
5.3.1 分类 131
5.3.2 具体介绍 132
5.4 医用黏合剂 153
5.5 药用高分子材料 155
5.6 高分子免疫佐剂 156
5.6.1 免疫概述 156
5.6.2 免疫佐剂 157
5.7 医用诊断高分子 159
5.7.1 疾病诊断的机理 160
5.7.2 应用的高分子材料 161
5.7.3 高分子诊断试剂应用实例 162
5.8 几种重要的医用高分子材料 163
5.8.1 尼龙 163
5.8.2 聚乙烯 163
5.8.3 超高分子量聚乙烯 164
5.8.4 聚甲基丙烯酸甲酯 171
5.8.5 橡胶 172
5.8.6 水凝胶 172
5.9 生物医用高分子材料的发展概况与趋势 178
5.9.1 发展概况 178
5.9.2 发展趋势 181
参考文献 182
第6章 生物材料表面改性 186
6.1 概述 186
6.2 材料表面接枝聚合物刷改性 186
6.2.1 聚合物刷的理论研究 186
6.2.2 聚合物刷的主要合成方法 187
6.2.3 聚合物刷的应用 192
6.3 等离子体技术 195
6.3.1 等离子喷涂法 195
6.3.2 离子注入表面改性 196
6.3.3 等离子体聚合 197
6.4 离子束技术的表面改性 198
6.5 电化学沉积技术 200
6.6 材料表面生物化 202
6.6.1 引入生物活性物质 202
6.6.2 改善表面的亲/疏水性能 205
6.6.3 改善表面电荷分布 205
6.6.4 设计微相分离结构 206
6.6.5 接枝两性离子聚合物/生物大分子 207
6.7 表面修饰 207
参考文献 209
第7章 纳米生物材料 212
7.1 概述 212
7.1.1 纳米生物材料的概念和基本效应 212
7.1.2 纳米生物材料的制备方法 214
7.2 高分子纳米生物材料 217
7.2.1 磁共振造影剂中使用的高分子纳米生物材料 217
7.2.2 靶向药物载体中使用的高分子纳米生物材料 227
7.2.3 纳米控释系统中使用的高分子纳米生物材料 231
7.2.4 基因治疗中使用的高分子纳米生物材料 232
7.2.5 免疫分析中使用的高分子纳米生物材料 235
7.3 陶瓷纳米生物材料 238
7.3.1 纳米羟基磷灰石生物陶瓷材料 238
7.3.2 纳米TiO2颗粒及其应用 242
7.3.3 纳米氧化硅微粒在细胞分离中的应用 245
7.4 纳米生物复合材料 246
7.4.1 纳米羟基磷灰石生物复合材料 247
7.4.2 基于碳纳米管的纳米生物材料 250
7.4.3 磁性纳米生物复合材料 254
7.5 纳米组织工程支架材料 257
7.5.1 纳米纤维组织工程支架 258
7.5.2 纳米复合组织工程支架 261
7.6 纳米生物材料展望 262
参考文献 263
第8章 组织工程学概述 270
8.1 组织工程的提出 270
8.2 组织工程三要素 271
8.2.1 种子细胞 271
8.2.2 组织工程支架 273
8.2.3 生长因子 273
8.3 组织工程研究方法 274
8.4 组织工程相关生物材料 275
8.5 组织工程的应用及展望 277
参考文献 278
第9章 细胞分子生物学 280
9.1 概述 280
9.2 细胞核 281
9.2.1 基因表达控制 281
9.2.2 转录因子 282
9.2.3 其他基因活度控制 282
9.3 细胞质 283
9.4 细胞成长和死亡 285
9.5 细胞骨架 288
9.6 细胞黏附分子 291
9.7 细胞外基质 292
9.7.1 胶原 292
9.7.2 纤粘连蛋白 293
9.7.3 层粘连蛋白 293
9.7.4 氨基聚糖与蛋白聚糖 294
9.7.5 弹性蛋白 295
9.8 组织内细胞 295
参考文献 296
第10章 组织工程化皮肤 297
10.1 概述 297
10.2 皮肤的解剖生理学 298
10.2.1 表皮 298
10.2.2 真皮 299
10.2.3 创伤愈合过程 300
10.3 组织工程皮肤 300
10.3.1 表皮替代物和支持基质 301
10.3.2 真皮替代物和支架材料 302
10.3.3 复合人工皮肤 303
10.4 组织工程皮肤的临床应用及展望 304
参考文献 305
第11章 骨组织工程 306
11.1 概述 306
11.2 骨组织的解剖生理学 307
11.3 骨组织工程 309
11.3.1 种子细胞 309
11.3.2 细胞种植基质 309
11.3.3 生长因子 310
11.3.4 组织工程化骨 311
11.3.5 组织工程化软骨 313
11.4 骨组织工程的临床应用及展望 319
参考文献 320
第12章 肌腱和韧带组织工程 323
12.1 概述 323
12.2 肌腱和韧带的解剖生理学结构 323
12.2.1 肌腱的组织结构 324
12.2.2 韧带的组织结构 325
12.3 组织工程化肌腱和韧带的构建 326
12.3.1 种子细胞 326
12.3.2 支架材料 327
12.3.3 组织工程化肌腱的构建 327
12.3.4 组织工程化韧带的构建 328
12.4 组织工程化肌腱和韧带的展望 329
参考文献 329
第13章 其他组织工程化组织 331
13.1 组织工程化心脏瓣膜 331
13.2 组织工程化血管 332
13.3 组织工程化胰腺 333
13.4 周围神经组织工程 334
参考文献 335