Biomaterials Engineering and Devices pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Humana Pr Inc

作者:Wise, Donald L. (EDT)/ Trantolo, Debra J. (EDT)/ Lewandrowski, Kai-Uwe (EDT)/ Gresser, Joseph D. (ED

出品人:

页数:362

译者:

出版时间:2000-8

价格:$ 213.57

装帧:HRD

isbn号码:9780896038592

丛书系列:

图书标签:

• Biomaterials
• Tissue Engineering
• Medical Devices
• Biomedical Engineering
• Materials Science
• Bioengineering
• Implants
• Drug Delivery
• Regenerative Medicine
• Biocompatibility

《生物材料工程与器件》 内容简介 《生物材料工程与器件》是一部深刻剖析生物材料科学前沿进展、创新器件设计理念以及两者之间协同作用的权威著作。本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，理解如何利用先进的材料学原理和工程技术，开发能够与生物系统有效互作、并最终提升生命质量的新型医疗器械和治疗手段。全书内容覆盖广泛，从基础的生物材料特性研究，到复杂的器件集成与应用，逻辑严谨，结构清晰，适合生物医学工程、材料科学、化学、物理以及相关医学领域的学者、研究人员、工程师和高年级本科生、研究生阅读。 第一部分：生物材料学的基础与前沿 本部分将深入探讨构成现代生物材料工程基石的理论知识和技术手段。 生物材料的基本概念与分类： 详细阐述生物材料的定义、关键特性（如生物相容性、可降解性、力学性能、表面特性等）以及其在医学领域的广泛应用。我们将对天然生物材料（如蛋白质、多糖、核酸）和合成生物材料（如聚合物、陶瓷、金属）进行详细分类和特性介绍，并分析它们各自的优缺点及适用范围。 生物相容性： 这是生物材料最重要的考量因素之一。本部分将全面解读生物相容性的多维度定义，包括细胞毒性、免疫原性、致癌性、致畸性等。我们将探讨评估生物相容性的各种体外和体内方法，以及影响生物相容性的材料微观结构、表面化学和加工工艺等因素。 生物降解性与体内行为： 对于许多植入式器件和药物递送系统而言，可降解性是关键设计参数。本书将深入分析不同生物降解机制（如水解、酶促降解、氧化还原降解），探讨影响降解速率的材料化学结构、环境因素（pH、温度、离子强度）以及生物体内复杂微环境的影响。同时，我们将重点研究生物材料在体内的长期行为，包括宿主反应、组织整合、血管生成以及潜在的炎症或纤维化反应。 先进的合成策略与表征技术： 本部分将聚焦于现代生物材料的合成方法，包括精密聚合技术（如活性自由基聚合、开环聚合）、纳米材料合成（如静电纺丝、自组装、模板法）以及复合材料的设计与制备。同时，我们将详细介绍用于表征生物材料结构、形貌、化学成分、力学性能和生物反应的先进技术，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振（NMR）、差示扫描量热法（DSC）以及各种生物活性测试方法。 智能与响应性生物材料： 随着科技的发展，能够感知并响应体内环境变化的智能生物材料正成为研究热点。本部分将介绍pH响应性、温度响应性、光响应性、电响应性以及酶响应性材料的设计原理和应用潜力，重点关注它们在药物控释、组织工程支架可控诱导分化以及传感诊断等领域的突破性进展。 第二部分：生物材料在器件设计与工程中的应用 本部分将重点关注如何将生物材料的优异特性转化为实际的医疗器件，解决临床难题。 生物传感器与诊断器件： 生物传感器是实现疾病早期诊断和精准监测的关键。本书将详细探讨生物传感器的组成部分（识别元件、信号转换器、信号处理器）和设计原理。我们将介绍基于生物材料的各种传感技术，如电化学传感器、光学传感器、压电传感器以及微流控芯片上的生物传感应用，重点关注其在血糖监测、传染病快速诊断、肿瘤标志物检测等方面的最新进展。 药物递送系统： 高效、靶向且可控的药物递送是提高治疗效果、降低副作用的关键。本部分将全面介绍基于生物材料的各类药物递送载体，包括纳米颗粒（脂质体、聚合物胶束、聚合物纳米粒）、微球、水凝胶、植入剂以及口服给药系统。我们将深入分析不同载体的结构设计、药物包载效率、体外释放行为、体内分布与靶向机制，并重点探讨其在癌症治疗、基因治疗、疫苗递送以及慢性疾病管理中的应用。 组织工程与再生医学： 组织工程旨在通过结合细胞、生物材料和生长因子来修复或替代受损的组织和器官。本部分将详述生物材料在组织工程中的核心作用，包括作为细胞生长和分化的三维支架、模拟细胞外基质、传递生长因子以及引导组织再生。我们将重点介绍不同类型的组织工程支架材料（如多孔聚合物、水凝胶、天然生物材料）、加工技术（如3D打印、电纺丝）以及在骨骼、软骨、皮肤、血管和神经修复等领域的成功案例与未来挑战。 植入式医疗器械： 生物材料在心脏瓣膜、人工血管、骨关节假体、牙科植入物、导管、缝合线等各类植入式医疗器械中扮演着至关重要的角色。本部分将系统分析生物材料在这些器件设计中的具体要求，如高强度、耐磨损、低摩擦、抗血栓、抗感染以及长期的生物相容性。我们将探讨先进的表面改性技术（如涂层、接枝、等离子体处理）如何提升植入器械的性能和体内长期稳定性。 微创手术与介入治疗器件： 随着微创手术的普及，对精巧、灵活且具有良好生物相容性的介入器械需求日益增长。本书将介绍生物材料在导管、支架（血管支架、胆道支架）、封堵器、栓塞材料等方面的应用。我们将重点关注这些器件的生物材料选择、成型工艺、力学性能设计以及与人体组织的相互作用，探讨如何利用智能生物材料实现器械在体内的可控扩张、稳定固定以及缓释药物。 生物打印技术与器官制造： 生物打印是实现复杂三维组织和器官构建的革命性技术。本部分将深入探讨生物墨水（由细胞、生物材料和生长因子组成）的设计与制备，以及不同打印技术（如喷墨打印、挤出打印、激光辅助打印）在构建具有精确结构和功能的生物构造体中的应用。我们将分析生物材料在生物打印中的作用，包括提供支撑、模拟细胞外基质、控制细胞行为以及促进组织成熟。 生物电子学界面与神经接口： 生物电子学是将电子器件与生物系统相结合的交叉领域。本部分将重点介绍生物材料在构建稳定、高效的生物电子学界面中的作用，例如用于植入式电极、神经刺激器、人工视网膜和人工耳蜗的电极材料。我们将讨论如何利用具有良好导电性、柔韧性、生物相容性和长期稳定性的生物材料来优化信号传输，减少免疫反应，实现更精密的神经调控和信息采集。 第三部分：挑战、机遇与未来展望 本部分将对生物材料工程和器件领域的当前挑战进行梳理，并展望其未来的发展方向。 生物材料的规模化生产与成本效益： 许多先进生物材料的制备过程复杂且成本高昂，限制了其临床推广。本部分将讨论如何通过优化合成工艺、开发更经济的原材料以及引入高效的生产技术来克服这一挑战。 临床转化与监管审批： 将实验室中的创新生物材料和器件成功转化为临床产品需要跨越漫长的研发、临床试验和监管审批过程。本书将分析这一过程中的关键环节和潜在障碍，并介绍相关监管框架和指导原则。 个体化医疗与精准治疗： 生物材料工程与器件的未来将更加注重个体化和精准化。我们将探讨如何利用患者特异性的细胞、基因和生理信息来设计定制化的生物材料和治疗方案，实现更高效、更安全的医疗干预。 多功能集成化器件： 未来的医疗器械将趋向于多功能集成化，例如将诊断、治疗和监测功能集于一体的“智能”器件。本部分将讨论生物材料在实现这种集成化设计中的关键作用，以及如何利用微纳技术和先进的信号处理技术来构建更复杂的生物系统。 可持续发展与环境影响： 随着生物材料的广泛应用，其生命周期内的环境影响也日益受到关注。本书将探讨开发环境友好型生物材料、优化生产过程以及推动生物材料的回收与再利用等方面的努力。 《生物材料工程与器件》一书，不仅梳理了现有知识体系，更在于其对未来发展方向的深刻洞察。通过对基础理论的严谨阐释、前沿技术的细致剖析以及临床应用的全面覆盖，本书将成为生物材料科学与工程领域不可或缺的参考工具，激励新一代科学家和工程师探索生物材料的无限可能，创造更多造福人类健康的创新解决方案。

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