內容簡介
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本書是一本介紹生物與材料科學相互關係的書籍，闡述了生物材料學和生物學的基本概念及研究進展，並提供了生物材料結構、性能及生物學回響的全面信息。全書共分四部分，14章。第一部分(第1～4章)講述生物醫用材料的基本知識及其結構與性能；第二部分(第5、6章)講述生物材料的降解及其加工工藝；第三部分(第7～9章)講述生物材料表面特徵，以及與蛋白質、細胞的相互作用；第四部分(第10～14章)講述生物材料作為植入體在套用過程中發生的各種反應。
本書可作為材料科學系、生物工程系以及醫學相關領域的本科生生物材料課的入門教材，另外，本書第三、四部分可以作為研究生和科研人員進行材料及組織工程學行為研究的參考書。
目錄
譯者的話
序
前言
致謝
1.生物醫用材料
1.1 生物材料概述
1.1.1 重要的基本概念
1.1.2 生物材料學的發展歷史和現狀
1.1.3 發展方向
1.2 對生物材料的生物回響
1.3 生物材料製品測試與FDA許可
1.4 生物材料類型
1.4.1 金屬材料
1.4.2 陶瓷材料
1.4.3 高分子材料
1.4.4 天然衍生和人工合成高分子材料
1.5 生物材料的加工
1.6 生物材料的重要性質
1.6.1 生物材料的降解特性
1.6.2 生物材料的表面性質
1.6.3 生物材料的本體性質
1.6.4 表征技術
1.7 化學原理
1.7.1 原子結構
1.7.2 原子模型
1.7.3 原子軌道
1.7.4 價電子與元素周期表
1.7.5 離子鍵
1.7.6 共價鍵
1.7.7 金屬鍵
1.7.8 次級鍵
小結
習題
參考文獻
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2.生物材料的化學結構
2.1 概述：鍵型與生物材料結構
2.2 金屬的結構
2.2.1 晶體結構
2.2.2 晶系
2.2.3 晶體結構缺陷
2.2.4 固相擴散
2.3 陶瓷的結構
2.3.1 陶瓷的晶體結構
2.3.2 陶瓷晶體結構中的缺陷
2.4 聚合物的結構
2.4.1 一般結構
2.4.2 聚合物的合成
2.4.3 共聚物
2.4.4 聚合方法
2.4.5 聚合物的晶體結構和缺陷
2.5 材料表征技術
2.5.1 X射線衍射
2.5.2 紫外可見光譜（UV-VIS）
2.5.3 紅外光譜（IR）
2.5.4 核磁共振光譜
2.5.5 質譜
2.5.6 高效液相色譜（HPLC）：體積排阻色譜
小結
習題
參考文獻
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3.生物材料的物理性能
3.1 概述：從原子基團到本體材料
3.2 結晶性與線缺陷
3.2.1 位錯
3.2.2 形變
3.3 結晶性與面缺陷
3.3.1 外表面
3.3.2 晶界
3.4 結晶性與體缺陷
3.5 結晶性與聚合物材料
3.5.1 聚合物的結晶度
3.5.2 聚合物結晶的摺疊鏈模型
3.5.3 聚合物晶體中的缺陷
3.6 晶態和非晶體材料的熱轉變
3.6.1 黏性流動
3.6.2 熱轉變
3.7 熱分析技術簡介
3.7.1 示差掃描量熱法
小結
習題
參考文獻
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4.生物材料的力學性能
4.1 概述：力學測試模型
4.2 力學測試方法、結果與計算
4.2.1 拉伸及剪下性能
4.2.2 彎曲性能
4.2.3 與時間有關的力學性能
4.2.4 孔隙率及降解對材料力學性能的影響
4.3 斷裂與破壞
4.3.1 塑性斷裂與脆性斷裂
4.3.2 聚合物的銀紋
4.3.3 應力集中物
4.4 疲勞及疲勞試驗
4.4.1 疲勞
4.4.2 疲勞試驗
4.4.3 影響疲勞壽命的因素
4.5 改善力學性能的方法
小結
習題
參考文獻
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5.生物材料的降解
5.1 概述：生物環境下的降解
5.2 金屬和陶瓷的腐蝕/降解
5.2.1 腐蝕的基本因素
5.2.2 普爾貝圖和鈍化作用
5.2.3 加工參數的影響
5.2.4 力學環境的影響
5.2.5 生物環境的影響
5.2.6 腐蝕的控制方法
5.2.7 陶瓷降解
5.3 高分子材料的降解
5.3.1 高分子降解的主要方式
5.3.2 水解造成的鏈斷裂
5.3.3 氧化造成的鏈斷裂
5.3.4 其他降解方式
5.3.5 孔隙率的影響
5.4 生物可降解材料
5.4.1 生物降解陶瓷
5.4.2 生物降解聚合物
5.5 降解程度的測定方法
小結
習題
參考文獻
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6.生物材料的加工工藝
6.1 概述：生物材料加工的重要性
6.2 提高生物材料巨觀性能的工藝
6.2.1 金屬材料
6.2.2 陶瓷
6.2.3 高聚物
6.3 成型工藝
6.4 金屬材料加工
6.4.1 模鍛
6.4.2 金屬鑄造
6.4.3 粉末成型
6.4.4 金屬快速加工成型工藝
6.4.5 金屬焊接
6.4.6 機械加工
6.5 陶瓷加工技術
6.5.1 玻璃成型技術
6.5.2 陶瓷的鑄造和燒結
6.5.3 陶瓷的粉末加工
6.5.4 陶瓷的快速製備
6.6 聚合物的加工
6.6.1 熱塑性與熱固性
6.6.2 聚合物成型
6.6.3 聚合物澆鑄
6.6.4 聚合物的快速製備
6.7 加工提高生物相容性
6.7.1 消毒
6.7.2 天然材料的固定
小結
習題
參考文獻
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7.生物材料的表面特性
7.1 概述：表面化學和生物學概念
7.1.1 蛋白質吸附和生物相容性
7.1.2 調控蛋白質的表面特性
7.2 物理化學表面改性技術
7.2.1 表面改性技術簡介
7.2.2 物理化學表面塗層：共價表面塗層
7.2.3 物理化學表面塗層：非共價表面塗層
7.2.4 無覆蓋層的物理化學表面改性方法
7.2.5 表面改性的雷射方法
7.3 生物表面改性技術
7.3.1 共價生物塗層
7.3.2 非共價生物塗層
7.3.3 固定化酶
7.4 表面性質和降解
7.5 表面圖形化技術
7.6 表面表征技術
7.6.1 接觸角分析
7.6.2 光學顯微鏡方法
7.6.3 化學分析電子能譜（ESCA）或X射線光電子能譜（XPS）
7.6.4 衰減全反射傅立葉變換紅外光譜（ATR-FTIR）
7.6.5 二次離子質譜（SIMS）
7.6.6 電鏡：透射電鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM）
7.6.7 掃描探針顯微鏡：原子力顯微鏡（AFM）
小結
習題
參考文獻
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8.蛋白質與生物材料的相互作用
8.1 概述：蛋白質吸附作用的熱力學
8.1.1 吉布斯自由能與蛋白質吸附
8.1.2 控制蛋白質吸附的系統特性
8.2 蛋白質結構
8.2.1 胺基酸化學
8.2.2 一級結構
8.2.3 二級結構
8.2.4 三級結構
8.2.5 四級結構
8.3 蛋白質傳輸和吸附動力學
8.3.1 傳輸到表面
8.3.2 吸附動力學
8.4 蛋白質吸附的可逆性
8.4.1 可逆和不可逆結合
8.4.2 解吸附和交換
8.5 蛋白質類型、數量的分析技術
8.5.1 高效液相色譜（HPLC）：親和色譜
8.5.2 比色法
8.5.3 螢光分析
8.5.4 酶聯免疫分析（ELISA）
8.5.5 免疫印跡雜交
小結
習題
參考文獻
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9.細胞與生物材料的相互作用
9.1 概述：細胞——表面相互作用及細胞功能
9.2 細胞結構
9.2.1 細胞膜
9.2.2 細胞骨架
9.2.3 線粒體
9.2.4 細胞核
9.2.5 內質網
9.2.6 囊泡
9.2.7 膜受體及細胞接觸
9.3 細胞外環境
9.3.1 膠原
9.3.2 彈性蛋白
9.3.3 蛋白聚糖
9.3.4 糖蛋白
9.3.5 其他ECM成分
9.3.6 基質重塑
9.3.7 ECM分子在生物材料中套用
9.4 細胞與環境的相互作用——影響細胞功能
9.4.1 細胞存活
9.4.2 細胞增殖
9.4.3 細胞分化
9.4.4 蛋白質合成
9.5 黏附、鋪展和遷移的模型
9.5.1 基本的黏附模型：DLVO理論
9.5.2 DLVO原理的局限和其他模型
9.5.3 細胞鋪展和遷移模型
9.6 技術：測定細胞與材料相互作用影響的試驗
9.6.1 細胞毒性試驗
9.6.2 黏附/鋪展試驗
9.6.3 遷移試驗
9.6.4 DNA和RNA試驗
9.6.5 蛋白質試驗：免疫染色
小結
習題
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10.生物材料植入體與急性炎症
10.1 概述：固有性免疫及獲得性免疫反應
10.1.1 白細胞的特徵
10.1.2 固有性免疫的來源
10.2 炎症的臨床症狀及其起因
10.3 組織巨噬細胞及中性粒細胞的作用
10.3.1 中性粒細胞的遷移
10.3.2 中性粒細胞的作用
10.4 其他白細胞的作用
10.4.1 單核細胞/巨噬細胞
10.4.2巨噬細胞的作用
10.4.3 其他的粒細胞
10.5 急性炎症的終止
10.6 技術：炎症反應的體外檢測
10.6.1 白細胞的檢測
10.6.2 其他檢測
小結
習題
參考文獻
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11.傷口癒合和生物材料
11.1 概述：肉芽組織的形成
11.2 異體反應
11.3 纖維囊的形成
11.4 慢性炎症
11.5 炎症消退的4種類型
11.6 修復與再生：皮膚傷口癒合
11.6.1 皮膚修復
11.6.2 皮膚再生
11.7 技術：體內檢測炎症反應
11.7.1 對動物模型發展的考慮
11.7.2 評價的方法
小結
習題
參考文獻
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12.生物材料的免疫反應
12.1 概述：獲得性免疫概述
12.2 抗原呈遞和淋巴細胞的成熟
12.2.1 主要的組織相容性複合體（MHC）分子
12.2.2 淋巴細胞的成熟
12.2.3 克隆種群的活化和形成
12.3 B細胞和抗體
12.3.1 B細胞的類型
12.3.2 抗體的特徵
12.4 T細胞
12.4.1 T細胞的類型
12.4.2 輔助T細胞（Th）
12.4.3 細胞毒性T細胞（Tc）
12.5 補體系統
12.5.1 經典途徑
12.5.2 旁路途徑
12.5.3 膜攻擊複合物
12.5.4 補體系統的調節
12.5.5 補體系統的作用
12.6 對生物材料的不良免疫反應
12.6.1 對生物材料的先天性和獲得性免疫反應對比
12.6.2 超敏反應
12.7 技術：免疫反應檢測
12.7.1 體外檢測
12.7.2 體內檢測
小結
習題
參考文獻
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13.生物材料和血栓
13.1 概述：止血
13.2 血小板的作用
13.2.1 血小板的特徵和功能
13.2.2 血小板活化
13.3 凝血級聯反應
13.3.1 內源性途徑
13.3.2 外源性途徑
13.3.3 共同途徑
13.4 抗凝血的意義
13.5 血管內皮的作用
13.6 血液相容性實驗
13.6.1 一般檢測
13.6.2 離體評估
13.6.3 在體評估
小結
習題
參考文獻
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14.生物材料植入體內引起的感染、腫瘤、鈣化反應
14.1 概述：生物材料植入對生物體的影響
14.2 感染
14.2.1 常見的病原體和感染的類型
14.2.2 感染的步驟
14.2.3 細菌和生物材料的表面性質，基質的性質
14.2.4 細菌吸附中的選擇性與非選擇性作用
14.2.5 總結植入感染情況
14.3 細菌感染的檢測
14.3.1 細菌表面的表征
14.3.2 體外和體內的感染模型
14.4 腫瘤
14.4.1 腫瘤的確定和形成
14.4.2 化學和異物致癌
14.4.3 異物致癌
14.4.4 異物致癌原因
14.5 腫瘤實驗技術
14.5.1 體外實驗
14.5.2 體內實驗
14.6 鈣化病理
14.6.1 介紹鈣化病理
14.6.2 鈣化機制
14.6.3 降低鈣化的方法
14.7 鈣化
14.7.1 體外鈣化實驗
14.7.2 體內鈣化實驗
14.7.3 檢測
小結
習題
參考文獻
推薦閱讀
索引
