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出版者:Academic Press

作者:Buddy D. Ratner

出品人:

页数:1264

译者:

出版时间:2010-09-15

价格:GBP 79.99

装帧:Hardcover

isbn号码:9780123746269

丛书系列:

图书标签:

科学和心理学
材料学
Biomaterials
Tissue Engineering
Biomedical Engineering
Materials Science
Polymer Science
Surface Chemistry
Nanomaterials
Drug Delivery
Regenerative Medicine
Biointerfaces

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具体描述

This is the most comprehensive textbook on the principles and applications of all classes of biomaterials. It is edited by four of the leaders in the biomaterials field today and fully endorsed and supported by the Society for Biomaterials. It is revised and expanded, key new topics include: tissue engineering, drug delivery systems, new materials, and new clinical applications and pertinent translational and commercial considerations. It offers new teaching and learning material; a structured curriculum in biomaterials education Biomaterials have a profound impact on human health. They also impact much ongoing research and development into new and improved implants and devices in both medicine and biotechnology. The third edition of this renowned and best-selling title is the most comprehensive and up-to-date single text on all aspects of biomaterials science. It provides a balanced, insightful approach to learning the science and technology of biomaterials, and acts as a key reference for clinicians and scientists, both academic and corporate, who have involvement in the applications of materials in medicine. This resource is ideal for undergraduate and graduate students, and investigators and educators in biomedical engineering sciences, and medicine. This is the most comprehensive coverage of principles and applications of all classes of biomaterials: "The only such text that currently covers this area comprehensively". ("Materials Today"). It is edited by four of the best-known figures in the biomaterials field today; fully endorsed and supported by the Society for Biomaterials. It is fully revised and expanded, key new topics include of tissue engineering, drug delivery systems, and new clinical applications, with new teaching and learning material throughout, case studies and a downloadable image bank.

《生物材料科学》图书简介书名：生物材料科学内容简介：本书旨在为读者提供一个关于生物材料领域的全面、深入的概述，聚焦于材料的本征科学原理、它们在生物环境中的行为，以及如何设计、合成和应用这些先进材料来解决重大的生物医学挑战。本书内容结构严谨，从基础理论出发，逐步深入到前沿应用，力求在理论深度和实践广度之间取得完美平衡。第一部分：基础与导论 (Foundations and Introduction) 本部分奠定了理解生物材料的必要基础。首先，我们对生物材料的定义、历史沿革及其在现代医学中的核心地位进行了阐述。生物材料不仅仅是惰性的植入物，它们是与活体系统相互作用的动态实体。 1. 材料科学基础回顾：简要回顾了高分子、陶瓷和金属等传统材料的微观结构、热力学性质和机械性能。重点在于建立一个框架，用以理解这些材料的结构如何决定其宏观行为。 2. 生物学基础：深入探讨了生物环境的复杂性，包括细胞外基质（ECM）的组成、生物分子的特性（蛋白质、核酸）以及宿主免疫系统的反应机制。理解材料与生物环境的界面化学与生物学是设计成功生物材料的关键前提。 3. 生物材料的界面现象：重点分析了材料表面在生物流体中的行为，如蛋白质吸附的动力学、血栓形成机制以及生物膜的形成过程。讨论了表面能、润湿性和表面形貌对细胞粘附和组织反应的决定性影响。第二部分：材料的合成、表征与功能化 (Synthesis, Characterization, and Functionalization) 本部分详细介绍了构建先进生物材料所需的化学、物理和工程技术。 1. 高分子生物材料：覆盖了合成高分子（如聚酯、聚氨酯）和天然高分子（如壳聚糖、胶原蛋白）的合成方法学。详细讨论了聚合反应控制、分子量调控以及高分子网络的构建（如水凝胶）。特别关注了可控自由基聚合（如ATRP, RAFT）在精确控制聚合物结构中的应用。 2. 无机与复合生物材料：深入研究了生物活性玻璃、羟基磷灰石及其衍生物在骨组织工程中的应用。讨论了陶瓷材料的生物相容性和生物降解速率的调控。复合材料部分则侧重于如何通过纳米填料增强聚合物的机械性能和生物活性。 3. 先进表征技术：详细介绍了用于理解材料结构与性能关系的多种技术，包括固态核磁共振（Solid-State NMR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）以及扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。对于生物材料，尤其强调了在模拟生理条件下进行动态表征的重要性。 4. 表面功能化与修饰：这是连接材料与生物功能的桥梁。讨论了化学接枝、等离子体处理、光刻技术等手段，用于将特定的生物活性分子（如生长因子、细胞粘附肽段）精确地固定到材料表面，以诱导所需的细胞行为。第三部分：生物活性与宿主响应 (Bioactivity and Host Response) 本部分聚焦于材料植入体内后发生的复杂、动态的生物学事件。 1. 生物降解与生物吸收：深入剖析了可吸收材料的降解机理，包括水解、酶解和氧化过程。阐述了如何通过改变酯键、交联密度或材料孔隙率来精确控制材料的体内停留时间和降解产物的毒性。 2. 免疫与炎症反应：详细分析了异物反应（Foreign Body Response, FBR）的分子机制，从初始的蛋白质吸附到巨噬细胞的激活与转化。讨论了如何通过材料的设计（如疏水性、电荷、机械柔顺性）来“驯服”免疫系统，实现长期植入的耐受性。 3. 组织再生导向工程 (Tissue Regeneration Engineering)：侧重于三类支架设计原则：机械支持、孔隙结构优化和生物信号传导。详细介绍了如何为骨骼、软骨、血管和神经组织设计特定的生物相容性支架，以引导干细胞向目标细胞谱系分化。第四部分：特定应用与新兴领域 (Specific Applications and Emerging Fields) 本部分将前述原理应用于具体的临床需求，并展望了领域的前沿发展。 1. 药物递送系统 (Drug Delivery Systems)：探讨了各种载药平台，包括纳米颗粒、微球和智能响应性水凝胶。重点分析了pH敏感、温度敏感或酶响应型材料如何实现药物的靶向和控释，以提高治疗指数并减少全身毒性。 2. 医疗植入物：涵盖了心血管设备（如人工瓣膜、血管移植物）、骨科植入物（如人工关节涂层、骨水泥）以及牙科材料。强调了在这些应用中，材料的疲劳寿命、抗磨损性和抗感染性是至关重要的设计参数。 3. 再生医学与组织工程：深入探讨了生物打印（Bioprinting）技术，包括墨水（Bioink）的流变学要求和打印过程中细胞的存活率。讨论了通过组织工程方法构建功能性类器官和替代器官的潜力与挑战。 4. 仿生与智能材料：介绍了模仿天然生物结构的材料设计理念（仿生学）。讨论了具有自修复能力、环境响应性或电活性/光活性的“智能”生物材料，它们能够在体内感知环境变化并作出预设反应，极大地扩展了材料的功能边界。本书的每一章都结合了最新的文献进展和关键的案例研究，旨在培养读者将基础科学知识转化为解决实际生物医学工程问题的能力。本书适合高年级本科生、研究生以及从事材料科学、生物工程、生物医学工程及相关临床研究的专业人员阅读。