生物醫(yī)用仿生材料

目錄
總序
前言
第1章 生物醫(yī)用仿生材料概述 1
1.1 生物醫(yī)用材料的應用和挑戰(zhàn) 1
1.2 天然組織對生物醫(yī)用材料設計的仿生學啟示 2
1.3 仿生學和材料仿生的基本原理 5
1.4 仿生生物材料的種類及特點 6
1.5 生物醫(yī)用材料的仿生制備和構(gòu)建方法 7
1.5.1 生物醫(yī)用材料的自組裝 7
1.5.2 3D打印 9
參考文獻 11
第2章 天然硬組織的分級結(jié)構(gòu) 13
2.1 骨的組成和分級結(jié)構(gòu) 13
2.1.1 骨的物質(zhì)組成 13
2.1.2 骨的分級結(jié)構(gòu) 19
2.2 骨礦化的機理和過程 21
2.2.1 骨礦化的界面控制 23
2.2.2 骨礦化的有機分子調(diào)控過程 24
2.2.3 骨礦化的晶體生產(chǎn)過程 25
2.3 牙釉質(zhì)的物質(zhì)組成和分級結(jié)構(gòu) 26
2.3.1 牙釉質(zhì)的物質(zhì)組成 26
2.3.2 牙釉質(zhì)的分級結(jié)構(gòu) 27
2.3.3 牙釉質(zhì)的礦化機理和過程 30
2.4 其他典型生物礦物的分級結(jié)構(gòu) 33
2.4.1 貝殼 33
2.4.2 魚耳石 34
2.4.3 蛋殼 34
2.4.4 棘皮動物 34
2.4.5 病理結(jié)石 35
參考文獻 35
第3章 硬組織仿生材料 41
3.1 骨填充和替代材料 41
3.1.1 生物陶瓷類骨材料 41
3.1.2 磷酸鈣骨水泥、硫酸鈣骨水泥 42
3.1.3 生物玻璃 43
3.1.4 不可降解聚合物材料 43
3.1.5 可降解聚合物材料 44
3.1.6 醫(yī)用復合材料 45
3.2 仿生礦化膠原骨修復材料 45
3.2.1 仿生礦化膠原骨修復材料的制備 45
3.2.2 仿生礦化膠原骨修復材料的表征 46
3.2.3 仿生礦化膠原骨修復材料引導骨再生修復的動物實驗評價 50
3.2.4 仿生礦化膠原骨修復材料產(chǎn)品及其臨床應用 61
3.3 骨組織工程 77
3.3.1 實驗目的和方法 78
3.3.2 實驗結(jié)果 79
3.3.3 討論 82
3.3.4 結(jié)論 83
3.4 生物牙根 83
3.4.1 生物牙根的仿生構(gòu)建 83
3.4.2 生物牙根的細胞實驗和小動物實驗研究 84
3.4.3 生物牙根的大動物牙根再生實驗評價 85
參考文獻 86
第4章 軟組織仿生材料 96
4.1 軟組織和軟組織再生材料概述 96
4.2 軟組織再生微環(huán)境的構(gòu)筑 98
4.3 軟組織細胞外基質(zhì)仿生材料的構(gòu)筑方法 100
4.3.1 靜電紡絲 100
4.3.2 水凝膠 105
4.3.3 3D打印和細胞打印技術(shù) 112
4.4 具有動態(tài)智能特點的軟組織仿生材料 116
4.4.1 對化學刺激產(chǎn)生響應的材料 117
4.4.2 對外界信號產(chǎn)生響應的先進材料 121
4.4.3 生物分子響應材料 123
4.5 生物雜化界面的先進制造 124
4.5.1 材料的圖案化 124
4.5.2 用于下一代生物器械制造的3D和4D打印技術(shù) 129
4.6 下一代仿生生物醫(yī)學設備 135
4.6.1 細胞和組織作為下一代生物制動器 136
4.6.2 骨骼肌生物設備 137
4.6.3 心肌生物設備 139
4.6.4 軟組織仿生機器人 139
4.7 軟組織工程實例 141
4.7.1 神經(jīng)修復 141
4.7.2 肌肉修復 143
4.7.3 肌腱和韌帶修復 143
4.7.4 軟骨修復 145
參考文獻 146
第5章 界面仿生材料 154
5.1 界面硬度和界面拓撲結(jié)構(gòu) 154
5.1.1 細胞外基質(zhì)硬度及其材料界面硬度的仿生設計 154
5.1.2 細胞外基質(zhì)拓撲結(jié)構(gòu)及其材料界面微納結(jié)構(gòu)的仿生設計 156
5.2 從細胞膜仿生到兩性離子界面 157
5.2.1 細胞膜結(jié)構(gòu)及磷酸膽堿仿生生物材料 157
5.2.2 兩性離子聚合物仿生生物界面 158
5.2.3 混合電荷仿生生物界面 160
5.3 層層組裝從細胞外基質(zhì)仿生到界面涂層技術(shù) 161
5.3.1 細胞外基質(zhì)基底膜結(jié)構(gòu)與功能 161
5.3.2 層層組裝構(gòu)造細胞外基質(zhì)仿生界面 163
5.3.3 聚電解質(zhì)仿生界面：從層層組裝表面技術(shù)到可工業(yè)實現(xiàn)的涂層技術(shù) 166
5.4 基于多酚類的仿生界面 167
5.4.1 基于聚多巴胺的仿生界面 169
5.4.2 基于其他多酚類的仿生界面（以單寧酸為代表） 186
參考文獻 193
第6章 用于腫瘤基因治療的仿病毒基因載體 206
6.1 引言 206
6.2 非病毒基因載體的種類 207
6.2.1 脂質(zhì)體載體 208
6.2.2 陽離子聚合物載體 209
6.2.3 納米粒子載體 211
6.3 非病毒基因傳遞體系的傳遞途徑 214
6.3.1 在血液中循環(huán) 214
6.3.2 在腫瘤部位蓄積及向腫瘤組織深處滲透 215
6.3.3 腫瘤細胞內(nèi)吞 215
6.3.4 逃離溶酶體 217
6.3.5 釋放基因并實現(xiàn)表達 217
6.4 病毒仿生的非病毒基因載體 218
6.4.1 對結(jié)構(gòu)仿生的非病毒基因載體 218
6.4.2 對病毒形貌仿生的非病毒基因載體 219
6.4.3 對病毒傳遞過程仿生的非病毒基因載體 222
6.5 總結(jié) 229
參考文獻 230
關(guān)鍵詞索引 238