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编辑推荐

主要特点
全面讲解生物材料历史、现在和未来发展趋势，涵盖纳米生物材料及其潜在应用。
写作方式通俗易懂，图文并茂，包含最新数据的图表。
用纳米生物材料的概念整合材料科学与工程、纳米技术、生物工程和生物科学。
适合生物材料、化学化工、组织工程等领域的师生、科研人员阅读参考。

内容简介

本书全面介绍了纳米生物材料的基本概念、多种过程方法、表征方法及其潜在的应用。首先介绍了生物材料的发展概况、人体生物学基础，然后介绍了生物材料的代谢与腐蚀，讨论了多种生物材料，如金属生物材料、陶瓷生物材料、聚合物生物材料、多功能生物材料等，最后介绍了组织工程纳米生物材料。本书适合生物工程、材料、医学工程等相关专业的学生、研究人员及科技人员、管理人员阅读。

目录

序
前言
致谢
关于本书
作者
1 生物材料概述
1.1 引言
1.2 生物材料:从过去到现在
1.3 生物材料的影响
1.4 生物材料的特点
1.5 生物材料的分类
1.5.1 金属生物材料
1.5.2 陶瓷生物材料
1.5.3 聚合生物材料
1.5.4 复合生物材料
1.6 生物材料的表面修饰
1.7 生物材料的最新趋势
1.7.1 纳米生物材料:新一代生物材料
1.7.2 纳米生物材料合成方法
1.7.2.1 溶胶凝胶合成法
1.7.2.2 仿生合成法
1.7.2.3 组织工程法
1.8 小结
术语表
参考文献
2 人体生物学基础
2.1 引言
2.2 人体的结构与功能
2.3 化学水平
2.4 细胞水平
2.4.1 细胞核
2.4.2 细胞质
2.4.3 细胞膜
2.4.3.1 跨膜运输
2.5 组织水平
2.5.1 上皮组织
2.5.2 结缔组织
2.5.3 肌肉组织
2.5.4 神经组织
2.6 器官水平
2.6.1 皮肤
2.6.2 骨
2.7 系统水平
术语表
参考文献
延伸阅读
3 生物材料的降解和腐蚀
3.1 引言
3.2 表面特性
3.3 生物材料的降解
3.4 生物材料的腐蚀
3.4.1 电化学腐蚀
3.4.2 裂隙腐蚀
3.4.3 点状腐蚀
3.4.4 晶间腐蚀
3.4.5 应力腐蚀
3.4.6 摩擦腐蚀
3.5 腐蚀测试方法
3.6 植入物的生物相容性
3.6.1 体外实验方法
3.6.2 体内实验方法
3.7 案例研究
3.8 小结
术语表
参考文献
延伸阅读
4 生物材料的摩擦学和植入失败
4.1 引言
4.2 形变力学
4.2.1 弹性形变
4.2.2 塑性形变
4.3 生物材料的形变分析
4.4 断裂力学
4.5 断裂分类
4.5.1 脆性断裂
4.5.2 韧性断裂
4.6 生物材料从脆性断裂到韧性断裂的过渡
4.7 断裂韧性
4.8 生物材料的韧性分析
4.9 疲劳力学
4.10 生物材料的疲劳分析
4.11 摩擦学
4.11.1 摩擦
4.11.2 磨损
4.12 生物材料的摩擦学分析
4.13 案例研究
4.14 小结
术语表
参考文献
延伸阅读
5 纳米现象
5.1 引言
5.2 纳米现象
5.2.1 纳米尺度的材料性能
5.3 纳米材料的合成
5.3.1 自顶向下法
5.3.2 自底向上法
5.4 表征技术
5.4.1 X射线衍射和散射法
5.4.2 电子显微镜
5.4.3 扫描探针显微镜
5.4.4 光散射技术
5.4.5 气体吸附测试
5.5 纳米材料的环境因素与安全因素
5.6 小结
术语表
参考文献
延伸阅读
6 金属生物材料
6.1 引言
6.2 金属生物材料
6.2.1 不锈钢
6.2.2 钴铬合金
6.2.3 钛及钛合金
6.2.4 形状记忆合金
6.2.5 牙科汞合金
6.2.6 贵金属及其他金属
6.3 纳米结构金属植入材料
6.4 案例研究
6.5 小结
术语表
参考文献
7 陶瓷生物材料
7.1 引言
7.2 生物陶瓷
7.2.1 近惰性生物陶瓷
7.2.2 多孔生物陶瓷
7.2.3 生物活性陶瓷
7.2.3.1 生物活性玻璃
7.2.3.2 磷酸钙陶瓷
7.2.4 生物可吸收性陶瓷
7.3 纳米结构生物陶瓷
7.4 纳米生物陶瓷的合成和表征
7.4.1 纳米氧化铝陶瓷的合成和表征
7.4.2 纳米磷酸钙陶瓷的合成和表征
7.5 案例研究
7.6 小结
术语表
参考文献
8 聚合生物材料
8.1 引言
8.1.1 聚合过程
8.1.1.1 加聚
8.1.1.2 缩聚
8.1.2 聚合物的类型
8.1.3 影响聚合物性质的因素
8.1.3.1 分子质量
8.1.3.2 分子结构
8.1.3.3 分子间作用力
8.1.3.4 聚合物的结晶度
8.1.4 聚合物的表征
8.2 聚合物作为生物材料
8.3 聚合生物材料的分类
8.4 天然聚合物
8.4.1 胶原
8.4.2 明胶
8.4.3 壳聚糖
8.5 合成聚合物
8.5.1 非生物降解合成聚合物
8.5.1.1 聚甲基丙烯酸甲酯
8.5.1.2 聚乙烯
8.5.1.3 聚对苯二甲酸乙二酯
8.5.2 生物降解合成聚合物
8.5.2.1 聚乳酸
8.5.2.2 聚乙交酯
8.5.2.3 聚乳酸羟基乙酸
8.6 聚合纳米生物材料
8.7 聚合纳米纤维加工
8.7.1 牵引
8.7.2 模板合成
8.7.3 自组装
8.7.4 相分离
8.7.5 电纺丝:新方法
8.7.5.1 实验系统
8.7.5.2 纺丝机理
8.8 电纺丝聚合纳米纤维支架
8.8.1 胶原纳米纤维支架
8.8.2 明胶纳米纤维支架
8.8.3 壳聚糖纳米纤维支架
8.8.4 聚乳酸纳米纤维支架
8.8.5 聚乙交酯纳米纤维支架
8.8.6 聚乳酸羟基乙酸纳米纤维支架
8.9 聚合纳米纤维生物医学应用
8.9.1 医学修复术
8.9.2 牙齿修复
8.9.3 伤口敷料
8.9.4 药物传递
8.9.5 组织支架
8.10 小结
术语表
参考文献
9 复合生物材料
9.1 引言
9.2 复合生物材料的分类
9.2.1 纤维复合生物材料
9.2.2 微粒复合生物材料
9.3 复合生物材料的生物反应
9.4 复合生物材料生物医学应用
9.4.1 骨折修复
9.4.1.1 接骨板和接骨螺钉
9.4.2 关节置换术
9.4.2.1 全髋关节置换术
9.4.3 骨移植材料
9.4.4 牙科应用
9.4.4.1 牙齿修复材料
9.4.4.2 牙科根管桩
9.4.4.3 牙科正畸弓丝和托槽
9.5 纳米复合材料的发展
9.6 纳米复合物:新一类纳米材料
9.7 传统纳米复合物
9.8 仿生纳米复合物
9.9 组织工程纳米复合物
9.10 纳米复合物用于输送生长因子
9.11 小结
术语表
参考文献
10 应用于组织再生的纳米生物材料
10.1 引言
10.2 组织工程的概念
10.3 干细胞的美好愿景
10.3.1 间充质干细胞
10.4 纳米生物材料:新一代支架材料
10.5 支架的特征
10.6 支架材料的类型
10.6.1 陶瓷类纳米生物材料
10.6.2 聚合物类纳米生物材料
10.7 纳米生物材料用于支架设计
10.8 组织工程陶瓷纳米生物材料
10.9 组织工程聚合物纳米生物材料
10.10 应用于细胞工程的生物材料模板
10.10.1 化学模板
10.10.1.1 微接触印刷式模板
10.10.2 拓扑图形模板
10.10.2.1 纳米压痕平版印刷术
10.11 组织工程产品:人工皮肤和人工软骨
10.12 案例研究
10.13 小结
术语表
参考文献
索引

精彩书摘

1
Overview of Biomaterials
1.1 Introduction
Human life is invaluable; however, quality and survival of life is greatly
affected by numerous factors, including medical complications caused by
diseased, damaged, or aged tissues or organs. These circumstances often call
for surgical treatments to repair, replace, maintain, or augment the functions
of affected tissues or organs using some additional functional components.
Traditionally, they have been treated with the help of tissues or organs procured
from patients or donors. Depending on the location of reimplantation
of the procured tissue (also known as graft), they are termed autograft,
allograft, or xenograft (see Figure 1.1).
If the graft is implanted in the same patient, it is termed autograft and if
it is placed in another individual of the same species, it is termed allograft.
If the graft is placed in another species (e.g., bone from animal to human),
then it is termed xenograft. Among them, autograft is considered the gold
standard and has been used for a long time with good clinical results, but
the supply of autograft is limited. In addition, allograft and xenograft are
not much preferred because of the possibility of pathogen transfer and graft
rejection. Furthermore, tissue/organ procurement is complex, expensive, and
requires additional surgery. As an alternative, attention has been focused on
the use of synthetic material that holds the ability to repair or restore the
functions of a defective system into a normal healthy system upon implantation,
which is termed alloplastic graft. The synthetic material used for this
purpose is called biomaterial. The biomaterial is used either as such or to
manufacture implantable devices or prostheses; some of them are illustrated
in Figure 1.2.
Currently, there are many definitions for the term “biomaterial,” depending
on the user’s own verdict. Biomaterial by definition is a substance or a combination
of substances, other than drugs, derived either from natural or synthetic
origin, which can be used for any period of time as a whole or as a part
of the system that treats, augments, or replaces any tissue, organ, or function
of the body (Williams 1987). Later, Black (1992) defined the term biomaterial
as a material of natural or manmade origin that is used to direct, supplement,
or replace the functions of living tissues of the human body. A biomaterial
is delineated, according to authors’ own description, as any material that
is used for repairing or restoring the functionality of a defective biological
system into a normal healthy system.
The field “biomaterials science and engineering” is a multidisciplinary
theme that essentially coalesces materials science and engineering with
biomedical sciences for the invention of new health-care systems. Since it
is a multidisciplinary field, many experts, in particular materials scientists
and engineers, mechanical engineers, physicists, chemists, biologists, and
clinicians must work together for its continuous development. It has also
witnessed
stable growth over about half a century of existence with the major
contribution from these experts. However, further research and development
is directed at the design and fabrication of novel biomaterials that hold the
features and properties analogous to natural tissues or organs. In the following
section, some imperative successes that have come in the biomaterials
field are provided.
1.2 Biomaterials: From Then to Now
The use of biomaterials to repair human body parts is not new, dating far back
into ancient civilizations. The Egyptians used linen as a suture for wound
closure in around 2000 BC. They also used elephant’s tusks, walrus teeth,
and some kinds of wood to replace bone or missing teeth (Williams and
Cunninghan 1979). Substitution of bone parts in the human body was also
carried
out at that time using copper, but the implant was not successful due
to the effect of copper ion poisoning. As per historical evidence,
the Indians
and the Chinese used waxes, glues, and tissues in reconstructing defective
parts of the human body. It was stated in the Vedic period (1800?1500 BC) of
the ancient Indian literature that artificial legs, eyes, and teeth were used. In
those days, Hindu surgeons performed surgery using autogeneous tissues
for restoring missing parts. Around 600 BC, Sushruta repaired an injured
nose with a patch of living flesh taken from the region of the cheek (Bhat
2002). Around 200 BC, the Greek literature pointed out the use of metals
(e.g., 生物材料：纳米方法（导读版） [Biomaterials:A Nano Approach] 电子书 下载 mobi epub pdf txt

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