目錄
第1章 緒論 1
1.1 生物材料發(fā)展背景 1
1.2 生物材料的分類 2
1.3 生物材料的使用性能 2
1.4 組織工程學(xué) 5
1.5 生物材料與組織工程學(xué)的進(jìn)展與發(fā)展趨勢 6
習(xí)題與思考題 8
參考文獻(xiàn) 8
第2章 生物相容性及生物學(xué)評價 10
2.1 人體生理環(huán)境 10
2.2 生物相容性 11
2.2.1 組織相容性 11
2.2.2 血液相容性 11
2.3 材料在生物體內(nèi)的反應(yīng) 14
2.3.1 膨脹與浸析 15
2.3.2 腐蝕與溶解 15
2.3.3 生物分子與材料表面的反應(yīng) 17
2.3.4 高分子材料的水解與降解 17
2.4 宿主反應(yīng) 18
2.4.1 傷口愈合過程 18
2.4.2 免疫反應(yīng)與補(bǔ)體系統(tǒng) 20
2.4.3 全身反應(yīng) 20
2.4.4 材料與腫瘤的產(chǎn)生 23
2.4.5 植入感染 25
2.5 植入物的病理學(xué)反應(yīng) 26
2.6 生物材料的生物相容性評價 26
2.6.1 生物學(xué)評價項目的選擇 27
2.6.2 生物學(xué)評價與新材料研究 28
2.6.3 生物學(xué)評價試驗方法及特點 28
2.7 生物相容性研究及評價展望 28
習(xí)題與思考題 29
參考文獻(xiàn) 29
第3章 醫(yī)用金屬材料 31
3.1 概述 31
3.2 醫(yī)用金屬材料的特性與要求 31
3.2.1 金屬材料的生物相容性 31
3.2.2 金屬材料的力學(xué)性能 32
3.2.3 金屬材料的腐蝕性能 33
3.3 常用醫(yī)用金屬材料 33
3.3.1 不銹鋼 33
3.3.2 鈷合金 36
3.3.3 鈦和鈦合金 39
3.3.4 齒科用金屬 42
3.3.5 其他金屬 45
3.4 醫(yī)用金屬材料的腐蝕 46
3.4.1 腐蝕的機(jī)理 46
3.4.2 生理腐蝕 47
3.4.3 常用金屬材料的耐蝕性能 48
3.5 醫(yī)用金屬材料的腐蝕磨損 49
3.5.1 常見腐蝕磨損 49
3.5.2 腐蝕與磨損協(xié)同作用原理 51
3.5.3 腐蝕磨損試驗設(shè)備 51
3.5.4 各種醫(yī)用金屬植入物腐蝕磨損研究 53
3.6 醫(yī)用金屬材料的微動磨損 57
3.6.1 微動及微動磨損概念 57
3.6.2 微動磨損機(jī)理 58
3.6.3 微動磨損的試驗方法 59
3.6.4 純鈦及鈦合金植入體的微動磨損 59
3.6.5 不銹鋼植入體的微動磨損 60
3.6.6 植入體表面HAP涂層的微動磨損 62
3.6.7 植入體表面DLC涂層的微動磨損 63
3.7 金屬與合金表面改性 64
3.7.1 物理化學(xué)方法 64
3.7.2 形態(tài)學(xué)方法 66
3.7.3 生物化學(xué)方法 66
3.8 醫(yī)用金屬材料研究進(jìn)展 67
3.8.1 醫(yī)用鎂及鎂合金材料的研究 67
3.8.2 多孔醫(yī)用金屬材料研究 69
3.8.3 常用金屬植入材料的發(fā)展 73
習(xí)題與思考題 74
參考文獻(xiàn) 75
第4章 醫(yī)用陶瓷材料 83
4.1 概述 83
4.2 陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 86
4.2.1 陶瓷的結(jié)構(gòu) 86
4.2.2 陶瓷的物理性能 87
4.3 磷酸鈣陶瓷 89
4.3.1 磷酸鈣陶瓷概述 89
4.3.2 羥基磷灰石 91
4.3.3 磷酸三鈣 100
4.4 生物活性玻璃與生物微晶玻璃 105
4.4.1 生物活性玻璃的結(jié)構(gòu)和
特性 105
4.4.2 生物玻璃的活性 106
4.4.3 常見的生物活性玻璃 108
4.4.4 生物玻璃展望 112
4.5 其他生物陶瓷 113
4.5.1 氧化鋁生物陶瓷 113
4.5.2 氧化鋯生物陶瓷 114
4.6 陶瓷材料的增韌強(qiáng)化 117
4.6.1 增韌機(jī)制 117
4.6.2 陶瓷增韌展望 118
4.7 陶瓷基生物醫(yī)用復(fù)合材料 119
4.7.1 生物陶瓷與陶瓷復(fù)合材料 119
4.7.2 生物陶瓷與高分子復(fù)合材料 122
4.7.3 生物陶瓷復(fù)合材料的展望 125
習(xí)題與思考題 126
參考文獻(xiàn) 126
第5章 醫(yī)用高分子材料 130
5.1 概述 130
5.2 高分子材料的特性 131
5.2.1 近程結(jié)構(gòu) 132
5.2.2 遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu) 133
5.3 人工器官 134
5.3.1 人工器官分類 135
5.3.2 人工心臟和人工心臟瓣膜 135
5.3.3 人工肺 141
5.3.4 人工腎 143
5.3.5 人工肝 145
5.3.6 人工耳蝸 148
5.3.7 人工皮膚 151
5.4 醫(yī)用黏合劑 152
5.5 藥用高分子材料 154
5.5.1 藥用天然高分子材料 155
5.5.2 藥用合成高分子材料 158
5.5.3 藥用高分子材料研究進(jìn)展 159
5.6 高分子免疫佐劑 160
5.6.1 免疫概述 160
5.6.2 免疫佐劑 161
5.7 醫(yī)用診斷高分子 163
5.7.1 疾病診斷的機(jī)理 164
5.7.2 應(yīng)用的高分子材料 165
5.7.3 高分子診斷試劑應(yīng)用實例 166
5.8 重要的醫(yī)用高分子材料 167
5.8.1 尼龍 167
5.8.2 聚乙烯 167
5.8.3 超高分子質(zhì)量聚乙烯 168
5.8.4 聚甲基丙烯酸甲酯 175
5.8.5 橡膠 176
5.8.6 水凝膠 176
5.9 醫(yī)用高分子材料的發(fā)展概況與趨勢 182
5.9.1 發(fā)展概況 182
5.9.2 發(fā)展趨勢 185
習(xí)題與思考題 186
參考文獻(xiàn) 186
第6章 生物材料表面改性 190
6.1 概述 190
6.2 表面接枝聚合物刷改性 190
6.2.1 聚合物刷的理論研究 191
6.2.2 聚合物刷的主要合成方法 191
6.2.3 聚合物刷的應(yīng)用 196
6.3 等離子體技術(shù) 199
6.3.1 等離子噴涂 199
6.3.2 離子注入表面改性 200
6.3.3 等離子體聚合 201
6.4 離子束技術(shù) 202
6.4.1 引入生物活性物質(zhì) 202
6.4.2 改善表面的親/疏水性能 203
6.4.3 改善表面電荷分布 204
6.4.4 設(shè)計微相分離結(jié)構(gòu) 204
6.4.5 接枝兩性離子聚合物/生物大分子 205
6.5 表面修飾 205
6.5.1 生物大分子的覆蓋 206
6.5.2 表面制備生物活性涂層 206
6.5.3 材料表面內(nèi)皮化 207
習(xí)題與思考題 211
參考文獻(xiàn) 211
第7章 納米生物材料 215
7.1 概述 215
7.1.1 納米生物材料的概念和基本效應(yīng) 215
7.1.2 納米生物材料的制備方法 217
7.2 高分子納米生物材料 219
7.2.1 磁共振造影劑中使用的高分子納米生物材料 219
7.2.2 靶向藥物載體中使用的高分子納米生物材料 223
7.2.3 納米控釋系統(tǒng)中使用的高分子納米生物材料 227
7.2.4 基因治療中使用的高分子納米生物材料 229
7.2.5 免疫分析中使用的高分子納米生物材料 231
7.3 陶瓷納米生物材料 235
7.4 納米生物復(fù)合材料 237
7.5 納米組織工程支架材料 241
7.5.1 納米纖維組織工程支架 241
7.5.2 納米復(fù)合組織工程支架 245
7.6 納米生物材料展望 246
習(xí)題與思考題 247
參考文獻(xiàn) 247
第8章 組織工程學(xué)概述 252
8.1 組織工程的提出 252
8.2 組織工程三要素 253
8.2.1 種子細(xì)胞 253
8.2.2 組織工程支架 255
8.2.3 生長因子 255
8.3 組織工程研究方法 256
8.4 組織工程相關(guān)生物材料 257
8.5 組織工程的研究進(jìn)展 260
8.5.1 皮膚 260
8.5.2 軟骨 262
8.5.3 管狀結(jié)構(gòu) 263
8.5.4 整形外科 264
8.6 組織工程的應(yīng)用及展望 264
習(xí)題與思考題 265
參考文獻(xiàn) 265
第9章 細(xì)胞分子生物學(xué) 268
9.1 概述 268
9.2 細(xì)胞核 269
9.3 細(xì)胞質(zhì) 271
9.4 細(xì)胞成長和死亡 273
9.5 細(xì)胞骨架 276
9.6 細(xì)胞黏附分子 279
9.7 細(xì)胞外基質(zhì) 280
9.8 組織內(nèi)細(xì)胞 283
習(xí)題與思考題 284
參考文獻(xiàn) 284
第10章 組織工程化皮膚 285
10.1 概述 285
10.2 皮膚的解剖生理學(xué) 286
10.2.1 表皮 286
10.2.2 真皮 287
10.2.3 創(chuàng)傷愈合過程 288
10.3 組織工程化皮膚 288
10.3.1 表皮替代物和支持基質(zhì) 289
10.3.2 真皮替代物和支架材料 290
10.3.3 復(fù)合人工皮膚 291
10.4 組織工程化皮膚的構(gòu)建 292
10.4.1 種子細(xì)胞 292
10.4.2 支架材料 293
10.4.3 生長因子 294
10.5 組織工程化皮膚的發(fā)展現(xiàn)狀、臨床應(yīng)用及展望 294
習(xí)題與思考題 296
參考文獻(xiàn) 296
第11章 骨組織工程 299
11.1 概述 299
11.2 骨組織的解剖生理學(xué) 300
11.3 骨組織工程 302
11.3.1 種子細(xì)胞 302
11.3.2 支架材料 302
11.3.3 生長因子 303
11.3.4 組織工程化骨 304
11.3.5 組織工程化軟骨 306
11.4 骨組織工程的臨床應(yīng)用及展望 312
習(xí)題與思考題 313
參考文獻(xiàn) 313
第12章 肌腱和韌帶組織工程 316
12.1 概述 316
12.2 肌腱和韌帶的組織結(jié)構(gòu) 316
12.2.1 肌腱的組織結(jié)構(gòu) 317
12.2.2 韌帶的組織結(jié)構(gòu) 318
12.3 組織工程化肌腱和韌帶的構(gòu)建 319
12.3.1 種子細(xì)胞 319
12.3.2 支架材料 320
12.3.3 組織工程化肌腱的構(gòu)建 320
12.3.4 組織工程化韌帶的構(gòu)建 321
12.4 組織工程化肌腱和韌帶的展望 322
習(xí)題與思考題 322
參考文獻(xiàn) 322
第13章 其他組織工程化組織 324
13.1 組織工程化心臟瓣膜 324
13.2 組織工程化血管 325
13.3 組織工程化胰腺 326
13.4 周圍神經(jīng)組織工程 327
習(xí)題與思考題 328
參考文獻(xiàn) 328
第14章 生物3D打印 330
14.1 生物3D打印原理和種類 330
14.1.1 生物3D打印原理 330
14.1.2 生物3D打印種類 332
14.2 生物3D打印墨水 334
14.2.1 基于支架生物墨水材料 334
14.2.2 無支架生物墨水材料 338
14.3 生物3D打印的組織和器官 340
14.3.1 骨科 341
14.3.2 軟骨組織 341
14.3.3 血管移植物 342
14.3.4 神經(jīng) 344
14.3.5 肝臟 345
14.4 生物3D打印進(jìn)展與展望 345
習(xí)題與思考題 346
參考文獻(xiàn) 346