Principles of Tissue Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Pr

作者:Lanza, Robert P. (EDT)/ Langer, Robert (EDT)/ Vacanti, Joseph P. (EDT)

出品人:

页数:995

译者:

出版时间:

价格:185

装帧:HRD

isbn号码:9780124366305

丛书系列:

图书标签:

• Tissue
• Engineering
• Tissue Engineering
• Biomaterials
• Regenerative Medicine
• Scaffolds
• Cells
• Growth Factors
• Bioreactors
• Tissue Regeneration
• Biotechnology
• Medical Engineering

组织工程原理：革新再生医学的基石 《组织工程原理》一书，并非简单地罗列技术步骤或理论框架，而是深入探讨了组织工程这一跨学科领域的核心理念、关键挑战与未来发展方向。它旨在为读者构建一个扎实的理论基础，理解如何将生命科学、工程学、材料学以及临床医学巧妙地融合，以期创造出能够修复、替代或增强受损生物组织的功能性载体。本书并非包罗万象的百科全书，其精髓在于梳理出组织工程设计的逻辑脉络，指导读者理解并应用其中蕴含的科学原理。 第一部分：组织工程的学科基石与基本概念 本书的开篇，将引导读者进入组织工程的宏大视野。它首先会厘清组织工程与再生医学、组织修复等相关概念的异同，明确其独特的学科定位。随后，深入剖析构成功能性组织的三大核心要素：细胞、支架材料和生物活性分子，并探讨它们在设计过程中的相互作用机制。 细胞：生命的源泉与功能载体。 组织工程的首要任务是获得并维持具有特定功能的细胞。本书将详细介绍不同类型的细胞来源，包括自体、异体、异种细胞，以及重要的干细胞（如胚胎干细胞、成体干细胞、诱导多能干细胞）。读者将了解到如何评估细胞的活性、增殖能力、分化潜能以及免疫原性。特别地，本书会深入探讨细胞在体外培养过程中遇到的挑战，例如如何模拟体内微环境以诱导细胞按照预期的方向进行增殖与分化。这包括对细胞因子、生长因子、细胞外基质成分以及物理信号（如力学刺激、电刺激）的精确控制。通过对细胞生物学原理的深入解析，读者能够理解为何选择特定的细胞类型对于实现特定组织的工程化至关重要。 支架材料：组织的结构骨架与功能平台。 支架材料在组织工程中扮演着至关重要的角色，它不仅为细胞提供三维生长空间，还直接影响着细胞的行为，并最终决定了再生组织的结构与力学性能。本书将全面审视各类生物材料的特性，包括天然材料（如胶原蛋白、透明质酸、脱细胞基质、壳聚糖）与合成材料（如聚乳酸、聚乙醇酸、聚己二酸-co-对苯二甲酸丁二醇酯）。重点将放在如何根据目标组织的特性（如力学强度、生物相容性、降解速率、孔隙结构）来选择和设计合适的支架材料。读者将了解到不同材料制备技术（如静电纺丝、3D打印、相分离、溶胶-凝胶法）如何影响支架的微观结构、宏观形态以及表面特性，进而影响细胞的黏附、增殖、迁移和分化。生物降解性与生物相容性的概念将贯穿材料的讨论，强调理想支架材料需要在提供短期支持后，能够被身体安全地吸收并被新生的组织所取代。 生物活性分子：调控细胞行为的信号。 生物活性分子，如生长因子、细胞因子、趋化因子等，是调控细胞行为、诱导特定生理反应的关键。本书将探讨如何将这些分子有效地递送到支架材料中，并控制其释放速率，以实现对细胞活动的精准调控。这包括研究不同类型的生长因子（如TGF-β、BMPs、VEGF）在骨骼、软骨、肌肉等组织再生中的作用机制，以及如何通过基因工程、蛋白质工程等手段来优化这些分子的功能。此外，细胞外基质（ECM）的组成和结构在组织发生和稳态维持中的重要作用也将被详细阐述，并讨论如何通过模拟ECM来创造更有利于组织再生的微环境。 第二部分：组织工程设计的核心策略与技术 在掌握了基本概念之后，本书将深入探讨组织工程设计的具体策略和关键技术。这部分将侧重于如何将分散的理论知识转化为可行的工程方案。 细胞来源的选择与培养。 详细讨论不同细胞来源的优缺点，以及在特定组织工程应用中的考量。例如，在骨组织工程中，成骨细胞、间充质干细胞（MSCs）可能是首选；而在心肌组织工程中，心肌细胞或诱导分化得到的心肌细胞则更为关键。本书将深入介绍体外细胞培养的挑战，包括无菌操作、培养基的优化、培养过程中的气体交换、营养供应以及对细胞代谢产物的监测。尤其会强调细胞在体外“模拟”体内生理环境的重要性，例如通过灌注系统、生物反应器等设备来提供连续的营养物质和氧气，同时移除代谢废物，从而维持细胞的活性和功能。 支架材料的设计与制备。 本部分将详细阐述不同支架制备技术的原理、工艺流程及其对支架性能的影响。例如，3D打印技术能够实现高度精确的结构控制，为构建复杂几何形状的组织（如血管网络、骨骼）提供了可能。静电纺丝则能够制备出纳米纤维状支架，其结构模仿了天然ECM，有利于细胞的黏附和迁移。读者将了解到如何根据目标组织的机械性能要求（如弹性模量、抗拉强度）来选择合适的材料和制备方法。例如，对于需要承受较大机械应力的骨骼组织，则需要选择具有高强度和良好力学性能的材料，并设计出具有复杂三维网络结构的支架。 生物反应器与灌注系统。 细胞和支架材料的成功结合离不开合适的体外培养环境。本书将详细介绍生物反应器的设计原理和应用，包括静态培养、动态培养（如灌注、旋转）等方式。特别是灌注系统，能够模拟体内血液循环，提供均匀的营养和氧气供应，并移除废物，有效促进组织的发展和成熟。读者将了解到不同类型生物反应器如何满足不同组织工程应用的需求，例如，用于心肌工程的脉冲式生物反应器，或用于骨骼工程的受力加载生物反应器。 基因工程与细胞工程。 为了增强再生组织的性能或引导细胞分化，基因工程技术被广泛应用于组织工程中。本书将探讨如何通过基因转导或转染，向细胞导入特定的基因，以增强其生长、分化或分泌能力。例如，导入编码生长因子的基因，可以促进局部细胞的增殖和分化；导入能够提高细胞抗凋亡能力的基因，则可以提高细胞存活率。同时，也将探讨基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）在组织工程中的潜在应用。 血管化策略。 任何功能性组织都离不开充足的血液供应。在工程化组织中实现有效的血管化是组织工程领域面临的重大挑战之一。本书将深入探讨多种血管化策略，包括使用血管内皮生长因子（VEGF）等促血管生成因子，利用预血管化支架，或直接将内皮细胞与祖细胞共同培养。读者将了解到如何通过精巧的设计，诱导支架内形成功能性的血管网络，确保移植后组织能够获得充足的营养和氧气供应，从而避免缺血坏死。 第三部分：特定组织工程应用的原理与挑战 本书的后半部分将聚焦于几种关键的组织工程应用领域，深入剖析其特定的原理、挑战以及最新的研究进展。这些案例将帮助读者将前面学到的通用原理应用于具体的实践场景。 骨组织工程。 骨组织工程旨在修复或替代受损的骨骼。本书将讨论骨骼的结构与功能，骨骼细胞（成骨细胞、破骨细胞、成纤维细胞）的特性，以及天然与合成骨支架材料的选择。重点将关注如何设计能够促进成骨细胞增殖与分化的支架，以及如何通过生物活性分子（如BMPs）来诱导成骨。此外，本书还将探讨机械载荷在骨组织工程中的作用，以及如何模拟体内骨骼的力学环境来促进骨骼的成熟。 软骨组织工程。 软骨损伤通常难以自然修复，因此软骨组织工程具有重要的临床意义。本书将介绍软骨的细胞成分（软骨细胞、软骨祖细胞）和ECM组成，以及软骨的低血管化特性。将重点探讨如何设计能够支持软骨细胞存活、增殖和产生软骨ECM的支架材料，以及常用的生物活性分子（如TGF-β）在软骨再生中的作用。本书还会讨论如何应对软骨在体外培养过程中容易发生的硬化和细胞丢失问题。 皮肤组织工程。 皮肤组织工程是目前临床应用最为广泛的组织工程领域之一。本书将详细介绍皮肤的层次结构、细胞组成（角质形成细胞、成纤维细胞、黑色素细胞）以及其作为屏障功能的重要性。将重点讨论如何构建多层皮肤等效物，包括上皮层和真皮层，以及如何选择合适的支架材料来支持细胞的生长和组织形成。本书还会涉及皮肤移植物的培养和体外成熟过程，以及如何模拟皮肤的机械性能和屏障功能。 心肌组织工程。 心肌梗死等疾病导致的严重心肌损伤，使得心肌组织工程成为一个充满希望的研究方向。本书将介绍心肌细胞的结构、电生理特性以及其在搏动中的重要作用。将重点探讨如何设计能够支持心肌细胞电偶联、同步收缩的支架材料，以及如何通过施加机械力或电刺激来促进心肌细胞的成熟和排列。本书还将讨论如何实现心肌组织的血管化，以保证移植后心肌组织的活力。 结论：挑战与未来展望 在对各种组织工程原理和应用进行深入探讨之后，本书的结尾将着眼于该领域的未来发展。它将总结组织工程当前面临的重大挑战，例如免疫排斥、血管化难题、体内长期存活与功能维持、规模化生产以及临床转化等。同时，本书也将展望组织工程的未来发展趋势，包括智能化支架材料、微流控技术在组织工程中的应用、多尺度建模与仿真、以及与人工智能和大数据技术的融合。 《组织工程原理》旨在为读者提供一个清晰、严谨且具有前瞻性的视角，理解组织工程如何通过科学与工程的结合，为再生医学的进步铺平道路，最终为改善人类健康贡献力量。本书所涵盖的知识体系，将是所有致力于该领域的研究者、学生以及临床医生不可或缺的宝贵资源。

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这本书的结构安排堪称典范，它似乎是按照从宏观到微观、从基础到应用的逻辑顺序精心构建的。一开始从生物材料的力学特性入手，迅速过渡到细胞-基质相互作用的基本模型，然后再逐步深入到器官系统的特异性重建挑战。阅读到关于血管化那一章时，我感到尤为震撼，作者用极大的篇幅详细阐述了缺血性坏死是如何成为组织工程面临的最大的障碍之一，并对比了内源性血管生成诱导和预血管化支架构建这两种主要的策略，其中关于缺氧诱导因子（HIF）信号传导的图示清晰得令人印象深刻。这本书几乎可以作为一本独立的“生物物理学与组织形态学”的教材来使用。它很少涉及太多操作层面的细节，例如如何精确地滴定生长因子浓度，但它会解释为什么这种浓度的梯度是必要的，从能量消耗和扩散速率的角度进行论证。对于希望将组织工程应用到实际临床转化的研究人员来说，这本书提供了必要的理论深度，去理解任何工程设计背后的生物学合理性。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的阅读过程是充满挑战的，它更像是一本为资深研究生准备的参考手册，而不是为入门者设计的导读。它的行文风格非常克制，几乎没有使用任何煽动性的语言来激发读者的热情，一切都建立在冰冷的科学事实之上。我最深刻的体会是在阅读涉及生物活性分子和基因调控网络的那几章时，作者直接假设读者已经完全掌握了分子生物学的基本知识，然后开始深入探讨信号通路如何被外部机械刺激或化学梯度所重塑，从而指导干细胞的命运。这些内容的密度极高，每一个句子都可能包含多层含义，我发现自己不得不频繁地查阅其他生物学词典来确认某些特定术语的精确定义。这本书的价值在于其提供的“工具箱”，它没有直接给出“如何做”的标准流程，而是详细解释了“为什么”某些步骤是必要的，以及不同参数对结果产生的理论影响。这使得读者在面对实际的实验设计难题时，能够从更底层的原理出发去推导出解决方案，而不是简单地模仿别人的实验步骤。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名是《组织工程原理》（Principles of Tissue Engineering），这是一本非常厚重的教科书，从头到尾的学术气息都非常浓厚，每一章都像是在进行一场深入的学术研讨会。它不像我以前读过的一些科普读物那样，试图用生动的比喻来解释复杂的生物学概念。相反，它直接抛出了大量的实验数据、数学模型和复杂的生物力学原理，对于一个初次接触这个领域的学习者来说，阅读过程更像是在攀登一座知识的高峰。书中的图表极其专业，充满了各种力学分析和细胞信号通路的复杂网络图，我花了大量的时间去理解每一个标注的含义，特别是关于生物材料的结构特性如何影响细胞的迁移和分化那一块。其中对生物反应器设计和流体力学应用的章节，更是让我体会到了工程学思维在生物医学领域中的严谨性，每一个参数的选择似乎都蕴含着无数次的失败和优化。它更像是一本写给未来研究人员的“武功秘籍”，要求读者必须具备扎实的生物化学和材料科学基础，否则很容易在半路迷失方向。整本书的论述逻辑非常严密，层层递进，但阅读体验需要极高的专注度，稍有走神，就可能跟不上作者的思路，需要反复回溯。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和内容组织，体现了一种非常传统的学术书籍风格——严谨、厚重，几乎没有多余的视觉干扰。它更侧重于理论的建构和现有知识体系的梳理，而非展示最新的、尚未完全证实的突破性成果。我尤其喜欢它在每一章末尾设置的“未来展望”部分，那部分通常会以一种非常审慎的口吻，指出当前技术框架下的局限性，并引导读者思考下一个十年的研究方向。这种对“不确定性”的坦诚描述，反而让我对这门学科的未来发展有了更清醒的认识。例如，在讨论组织替代物的长期生物稳定性时，它并未回避免疫排斥反应和长期机械性能衰减的难题，而是深入分析了不同材料在体内微环境中的老化机制。这本书真正教会我的是“批判性阅读”——它提供了一个坚实的基石，让你能够去质疑和改进现有的范式，而不是盲目地接受书中所述的一切。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是在翻阅一本跨越了数十年科研沉淀的文献综述，它以一种近乎百科全书式的广度，涵盖了组织工程的方方面面。我特别欣赏它在回顾历史发展脉络时所表现出的那种审慎和客观，它并没有将某些新兴技术渲染得过于神乎其神，而是用大量的对比实验数据来衡量每一种策略的优缺点和适用范围。例如，在讨论支架材料的选择时，作者并没有简单地推崇某一种“万能”材料，而是详尽地比较了天然高分子、合成聚合物以及陶瓷材料在生物降解速率、机械强度和细胞相容性等多个维度上的表现差异，并且引用了大量的临床前研究结果作为佐证。这种详实的数据支撑，让这本书的论断显得非常可靠，但也意味着它在某些章节的阅读速度会比较慢，因为你需要不断地对照表格和图示来构建自己的知识框架。这本书的深度在于其对“系统性”的强调，它不仅仅关注细胞或材料本身，更着眼于将它们整合到一个功能性的组织结构中所需的复杂调控机制，这对于我理解未来组织工程的瓶颈所在非常有帮助。

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