Tissue Engineering

Tissue Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer Verlag
作者:Fisher, John P. 编
出品人:
页数:484
译者:
出版时间:2006-10
价格:$ 258.77
装帧:HRD
isbn号码:9780387326641
丛书系列:
图书标签:
  • 组织工程
  • 生物材料
  • 再生医学
  • 细胞培养
  • 支架材料
  • 生物力学
  • 组织修复
  • 干细胞
  • 生物工程
  • 医学工程
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具体描述

This special issue of the "Advances in Experimental Medicine and Biology" presents much of the research described at the recent 2nd International Tissue Engineering Conference. Held in Crete, Greece as part of the Aegean Conference Series, the 2nd International Tissue Engineering Conference was organized by Dr. Kiki Hellman of the Hellman Group, Dr. John Jansen of the Nijmegen University Medical Center, and Dr. Antonios Mikos of Rice University. The conference brought over 150 researchers from around the world to the Knossos Royal Village Conference Center in Crete from May 22 to 27, 2005. Following the conference program, this issue is divided into seven sections, focusing on stem cells, signals, scaffolds, applied technologies, animal models, regulatory issues, as well as specific tissue engineering strategies. Both original research papers and review papers are presented. The chapters reflect a diverse group of authors, including both clinicians and academicians. Furthermore, the issue contains papers from Europe, Asia, and North America, demonstrating the international component of the conference.

《数字孪生:构建与应用前沿》 书籍简介 本书深入剖析了数字孪生(Digital Twin)技术的底层原理、核心架构、关键技术栈及其在当代工业、城市管理乃至生命科学等前沿领域的广泛应用。我们旨在为读者提供一个全面、系统且极具前瞻性的视角,理解如何通过构建与物理实体实时映射、同步演进的虚拟模型,实现对复杂系统的精准监测、优化控制与前瞻性决策。 第一部分:数字孪生的基石与理论框架 数字孪生并非简单的三维可视化或仿真模型,它是一种跨越物理世界与信息世界的全新范式。本部分将从理论高度阐释数字孪生的核心特征:实时性、映射性、预测性与可操作性。 1.1 数字孪生的起源与演进 追溯数字孪生的概念源头,从NASA对阿波罗任务中“镜像空间”的早期探索,到当代工业4.0背景下的集成应用。详细阐述从CAD/CAE模型、仿真(Simulation)到数字孪生(Digital Twin)的范式转变,强调数据流、信息流和价值流的闭环构建是实现孪生体的关键。 1.2 支撑体系:数据采集与模型构建 数字孪生的“生命线”在于数据。我们将详细探讨物联网(IoT)、边缘计算和传感器网络在海量、异构数据采集中的作用。重点分析如何利用先进的建模技术(如参数化建模、基于物理的建模PBM、数据驱动建模DDM)构建高保真度的虚拟表征。这包括对几何拓扑、材料属性、行为逻辑和环境因素的精确数字化。 1.3 核心驱动力:集成仿真与机器学习 本章深入讲解如何将高精度仿真引擎(如有限元分析FEA、计算流体力学CFD)无缝集成到孪生框架中。更重要的是,探讨机器学习(ML)和深度学习(DL)如何赋能数字孪生,实现对复杂非线性系统的自适应学习、故障模式的提前预测(Predictive Maintenance)以及运行参数的智能优化。我们详细介绍了时间序列分析、因果推断模型在孪生系统中的应用案例。 1.4 架构设计与平台构建 数字孪生系统需要一个稳健的架构支撑。本部分详细介绍了典型的数字孪生参考架构(如双向数据流层、孪生核心处理层、应用服务层)。讨论了云计算、雾计算和区块链在保障数据安全、模型可信度及分布式协同计算中的创新作用。平台层面的互操作性标准和API设计是实现跨域集成的关键挑战,本书对此进行了深入的剖析与解决方案的探讨。 第二部分:前沿领域的深度应用实践 数字孪生的价值体现在其将虚拟洞察转化为物理行动的能力上。本部分聚焦于数字孪生技术在几个关键战略性行业中的落地案例与技术挑战。 2.1 智能制造与工业控制(Digital Twin for Smart Manufacturing) 在工业领域,数字孪生实现了对生产线、单个设备乃至整个工厂的全生命周期管理。我们将展示如何利用孪生体进行虚拟调试(Virtual Commissioning),极大地缩短新产线部署时间。深入分析了如何通过实时监测设备健康状况(PHM)和能耗模型,实现生产过程的柔性化和能效最大化。涉及的案例包括复杂装配流程的优化、质量缺陷的根源追溯以及供应链的动态协同。 2.2 智慧城市与基础设施管理(Smart City & Infrastructure Twins) 智慧城市的数字孪生涉及宏观层面的规划和微观层面的实时管理。本书重点探讨了城市级孪生体如何整合交通流数据、能源管网状态、环境监测数据,以支持应急响应和城市韧性建设。案例分析包括:交通信号的动态优化以缓解拥堵、大型桥梁或建筑结构的结构健康监测(SHM)及其对极端天气事件的响应预测。 2.3 能源系统与电网优化 能源转型对电网的可靠性提出了更高要求。数字孪生技术被用于建模复杂的分布式能源系统(如风电场、光伏阵列)与传统电网的耦合行为。我们详细阐述了如何利用孪生体进行电网潮流分析、故障隔离模拟以及储能系统的最优调度,以确保电网在新能源高渗透率下的稳定运行。 2.4 航空航天与复杂系统维护 在对可靠性要求极高的航空航天领域,数字孪生是保障任务成功和延长装备寿命的核心工具。本书展示了如何为火箭发动机、卫星平台构建高保真度的数字副本,用于预测部件的疲劳寿命、模拟极端工况下的性能衰减,并指导地面试验和远程维护策略。 第三部分:挑战、伦理与未来展望 任何颠覆性技术都伴随着新的挑战。本部分对数字孪生未来发展中的关键障碍和伦理考量进行了前瞻性的讨论。 3.1 互操作性、数据治理与建模精度挑战 数字孪生跨越多个学科和利益相关方,数据标准不统一和模型异构性是当前实施的最大瓶颈。我们分析了本体论(Ontology)在统一语义层面的重要性。此外,如何平衡建模的复杂性与计算实时性(即“保真度陷阱”)是决定孪生体实用价值的关键工程决策。 3.2 安全、隐私与信任机制 孪生体持有物理世界最敏感的运行数据。本书重点探讨了针对孪生模型的网络攻击(如数据投毒、模型操纵)的风险,并讨论了利用零知识证明(ZKP)和联邦学习(Federated Learning)来构建可信、隐私保护的孪生生态系统的可能性。 3.3 通用人工智能与自主决策的融合 展望未来,数字孪生将与通用人工智能(AGI)深度融合,实现无需人类干预的自主控制系统。本书预测了在物理世界和数字世界间形成“超循环”反馈回路的未来场景,即数字孪生体不仅能预测未来,还能主动下达指令以塑造更优的物理现实。 总结 《数字孪生:构建与应用前沿》不仅是一本技术手册,更是一份关于下一代信息物理系统(CPS)的路线图。通过严谨的理论推导和详实的工程案例,本书旨在帮助工程师、研究人员和决策者掌握构建、部署和利用数字孪生技术的关键能力,从而引领各行业向更智能、更高效、更具韧性的未来迈进。

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《组织工程》这本书,给我最深刻的感受是它能够将看似遥远的科学幻想,一步步地转化为可以实现的科学目标。书中关于“组织工程在神经修复领域的挑战与进展”的章节,是我一直以来非常关注的。它详细阐述了神经系统损伤的复杂性,以及修复神经组织所面临的巨大挑战,例如神经细胞的再生能力有限、神经通路重建的困难等。书中介绍了利用干细胞疗法、生物支架、神经生长因子等多种手段来促进神经再生,并结合了一些临床试验的结果,展示了组织工程在治疗中风、脊髓损伤、帕金森病等神经系统疾病方面的巨大潜力。我记得书中还探讨了如何利用微电极阵列和神经接口技术,来监测和调控神经元的活动,从而加速神经功能的恢复,这让我对未来神经康复治疗的可能性充满了希望。此外,书中关于“类器官(Organoids)技术及其在组织工程中的应用”的论述,也让我大开眼界。它介绍了如何利用多能干细胞在体外模拟体内器官的发育过程,构建出具有部分结构和功能特征的类器官,例如大脑类器官、肝脏类器官、肠道类器官等。

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《组织工程》这本书,是一本能够点燃我研究激情、拓宽我学术视野的优秀读物。书中关于“组织工程在皮肤再生和修复中的应用”的章节,是我阅读过程中非常受启发的部分。它详细阐述了皮肤在人体中的重要作用,以及皮肤损伤(如烧伤、创伤)对患者生活质量的严重影响。书中介绍了如何利用自体皮肤移植、人工皮肤替代物、皮肤工程化细胞等多种方法,来修复和再生受损的皮肤。我记得书中还讨论了如何利用组织工程技术来构建具有特定结构和功能的皮肤模型,例如模拟皮肤屏障功能,从而用于药物筛选和皮肤疾病的研究。这让我看到了组织工程在美容、医学修复等领域的广阔前景。我也对书中关于“组织工程在免疫器官构建与调控中的应用”的介绍印象深刻。它介绍了如何利用组织工程技术来构建免疫器官,例如胸腺、淋巴结等,从而用于免疫疾病的研究和治疗。书中通过大量的实验数据和理论分析,展示了组织工程在解决这些棘手医学问题上的巨大潜力,让我对未来的免疫学研究和治疗充满了希望。

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《组织工程》这本书,给我最直接的感受就是它是一本充满智慧和前瞻性的读物,它为我打开了通往未来医学的大门。书中关于“血管化策略在大型组织构建中的挑战与解决方案”的章节,是一次让我深入理解组织工程难点的体验。我之前可能只是简单地认为,只要有了细胞和支架,就能构建出组织,但这本书让我认识到,为体外构建的组织提供充足的血液供应,是实现其长期存活和功能性的关键。书中详细介绍了各种诱导血管生成的方法,包括利用血管内皮生长因子(VEGF)、设计具有血管通道的支架,以及利用生物打印技术来构建血管网络等,这些都让我惊叹于科学家们的智慧和创造力。我尤其记得书中对“体内血管生成”机制的阐述,以及如何通过模仿这些自然过程来促进体外组织的血管化,这部分内容给我留下了深刻的印象。此外,书中对于“组织工程在骨关节修复中的应用”的详细论述,也是我非常感兴趣的部分。它介绍了如何利用干细胞、生物活性支架以及生长因子等多种手段,来促进骨骼和软骨的再生,从而治疗骨关节炎、骨缺损等疾病。书中通过大量的临床前和临床研究案例,展示了组织工程在解决这些棘手医学问题上的巨大潜力,让我对未来的骨科治疗充满了期待。

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《组织工程》这本书,对我而言,最吸引人的地方在于它能够将看似复杂的生物学原理,用一种易于理解的方式呈现出来,并且能够不断激发我对未知的探索欲望。书中的“组织工程的伦理、法律和社会影响”部分,是我特别关注的。它并没有回避在追求技术进步的同时所可能带来的伦理困境,比如关于基因改造、克隆技术以及“设计婴儿”等敏感话题。书中通过对不同观点和潜在风险的深入探讨,引导读者进行批判性思考,认识到科学发展需要与人文关怀并行。我记得书中还详细讨论了如何构建一个健全的监管框架,以确保组织工程技术的安全和合理应用,这让我深切感受到,一项伟大的技术,其背后往往需要周密的社会考量。另一个让我印象深刻的部分是关于“组织工程在药物研发和毒理学评估中的应用”。书中阐述了如何利用构建的体外组织模型,来替代传统的动物实验,从而更高效、更精准地评估药物的疗效和潜在毒性。这不仅能够大大缩短新药研发周期,降低成本,还能在一定程度上减少动物福利方面的问题,让我看到了组织工程在推动科学研究和人类福祉方面的巨大潜力。

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刚拿到《组织工程》这本书时,我原本以为它会是一本枯燥乏味的教科书,充斥着晦涩难懂的专业术语和复杂的公式。然而,阅读下来,我却惊喜地发现它以一种非常系统且逻辑清晰的方式,将一个看似遥不可及的领域呈现在我面前。书中的内容,就像一条逐渐深入的河流,从最基础的生物学概念开始,逐步引导读者进入组织工程的核心。我印象最深刻的是关于“细胞来源与选择”的讨论,书中详细比较了自体细胞、异体细胞和干细胞在组织工程中的应用前景,并对不同细胞类型在诱导分化成为特定组织细胞时的挑战进行了深入剖析。特别是关于诱导多能干细胞(iPSCs)的介绍,让我看到了再生医学的巨大潜力,也对其中的伦理和社会问题有所思考。此外,关于“生物反应器”的设计和应用,也是我一直以来非常感兴趣的部分。书中不仅介绍了不同类型的生物反应器,比如灌注式、搅动式等,还详细阐述了它们如何为体外培养提供最佳的物理化学环境,模拟体内复杂的生理条件,从而促进细胞的生长和组织的形成。我记得书中还用了一些篇幅来讨论如何优化反应器的设计参数,以克服传质、传氧等方面的限制,确保所构建组织的均一性和功能性,这部分内容让我领略到工程设计在生物学研究中的关键作用。读者很容易被书中描绘的未来医疗场景所吸引,比如利用患者自身的细胞来“打印”出新的器官,从而彻底解决器官捐献的短缺问题,或者修复受损的组织,恢复患者的功能。这些虽然目前仍是研究的热点和挑战,但书中的论述让我对这些目标的实现充满了信心。

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《组织工程》这本书,给我的感受就像是踏上了一段探索人体奥秘的奇幻旅程,只不过这次的“魔法”是科学技术。它不仅仅是一本介绍研究成果的书,更像是一本教科书,它循序渐进地引导我理解那些看似复杂的技术背后所蕴含的原理。我至今仍然记得书中对于“细胞因子网络调控”的深入讲解,它详细阐述了不同细胞因子是如何协同作用,精确地调控细胞的增殖、分化、迁移和凋亡,从而指导组织的发育和修复过程。这部分内容让我认识到,组织工程并非简单的“堆砌”细胞,而是需要对细胞行为进行精细的“指挥”和“引导”。另外,书中关于“基因工程与细胞治疗”的结合,也给我留下了深刻的印象。它介绍了如何通过基因修饰来增强细胞的某些功能,比如提高其分泌生长因子的能力,或者赋予其抵抗病原体感染的能力,从而在组织修复过程中发挥更积极的作用。我记得书中还讨论了一些利用基因治疗来克服现有组织工程技术瓶颈的策略,例如通过基因递送系统将治疗性基因导入细胞,使其能够表达出修复组织所需的关键蛋白。整本书的逻辑非常严谨,从微观的细胞层面,到宏观的组织构建,再到实际的应用前景,都进行了充分的论述。我常常在阅读的时候,会被书中描绘的各种创新技术所震撼,比如利用3D打印技术构建复杂结构的组织支架,或者利用微流控芯片来模拟体内微环境,进行高通量筛选和优化细胞培养条件。

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《组织工程》这本书,是一本让我受益匪浅的学术著作,它以一种非常详尽且系统的方式,深入浅出地介绍了组织工程的各个方面。书中的“个性化组织工程与再生医学”部分,是我最感兴趣的内容之一。它强调了根据个体差异来设计和构建组织的重要性,比如根据患者的基因组信息、疾病特征来定制治疗方案。我记得书中还探讨了如何利用患者自身的细胞和组织工程技术,来“量身定制”出独一无二的治疗方案,从而提高治疗效果,减少排异反应。这让我看到了再生医学在实现精准医疗方面的前景。我也对书中关于“生物打印技术在组织工程中的应用”的详细介绍印象深刻。它不仅介绍了不同类型的生物打印技术,例如喷墨式、激光辅助式、挤出式等,还详细阐述了它们在构建复杂三维组织结构方面的优势和局限性。我记得书中通过大量的图示和案例,展示了如何利用生物打印技术来构建具有特定细胞排列和功能的组织,例如模拟皮肤、软骨甚至血管,这让我对未来组织修复和器官再造的实现充满了信心。

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《组织工程》这本书,我断断续续地读了有好几个月了,可以说是投入了大量的时间和精力。之所以这么执着,是因为它触及了我一直以来对生命科学前沿领域的好奇心,特别是关于如何“制造”或“修复”生命体组织的这个概念,总让我觉得充满科幻般的魅力。这本书的开篇,如果我没记错的话,应该是在深入探讨细胞培养的基础理论,从细胞的分离、培养基的选择、生长因子的作用机制,到不同类型细胞在体外环境下的行为模式,都有着相当详尽的论述。我尤其对其中关于“三维细胞培养”的章节印象深刻,它挑战了我之前对传统二维平面培养的认知,让我了解到细胞并非只是简单地铺展在培养皿上,而是能够在模拟体内复杂微环境的三维支架上,更真实地表达其生理功能,甚至形成更接近原生组织的结构。书中对各种生物材料的介绍,无论是天然的还是合成的,都进行了细致的分析,包括它们的生物相容性、可降解性、力学性能以及如何与细胞相互作用,这部分内容对于理解组织工程的物质基础至关重要。而且,作者在讲解这些材料时,并没有止步于简单的罗列,而是结合了大量的实例,比如丝素蛋白、胶原蛋白、聚乳酸-乙醇酸共聚物等等,并且会阐述它们在不同组织修复应用中的优势和局限性,让我能够直观地感受到这些材料的实际价值。我记得有一章特别详尽地介绍了如何设计和制备具有特定孔隙结构和表面形貌的支架,这对于引导细胞迁移、黏附、增殖和分化起着决定性作用,读起来像是在学习一种精密的工程技术,而非纯粹的生物学知识。总而言之,这本书为我打开了一个全新的视角,让我了解到如何将生物学原理与工程学技术相结合,去解决现实世界中的医学难题。

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阅读《组织工程》这本书,是一次对我原有认知结构的深刻挑战和重塑。它并非仅仅停留在概念的层面,而是通过大量的案例分析和实验数据,将理论与实践紧密地联系在一起。我尤为欣赏书中对“信号转导通路在组织再生中的作用”这一章节的细致阐述。它详细剖析了不同的信号通路,例如Wnt/β-catenin通路、Notch通路等,是如何在细胞响应外部刺激时发挥关键作用,进而调控细胞命运的。这部分内容让我明白,要想成功构建组织,就需要深入理解这些精密的生物化学“语言”。书中对“生物电信号与组织形成”的探讨,也让我大开眼界。我之前从未意识到,电信号在细胞迁移、分化和组织修复过程中扮演着如此重要的角色,尤其是在神经组织和心脏组织等具有电生理活性的组织中。书中结合了一些前沿的研究成果,展示了如何利用外部电刺激来引导细胞的行为,从而促进组织的再生,这让我对未来治疗心肌梗死、神经损伤等疾病充满了新的希望。我也被书中关于“微环境工程”的章节所吸引,它强调了不仅要关注细胞本身,更要模拟细胞所处的微环境,包括细胞外基质的组成、力学性质、溶质浓度梯度等等。书中的论述让我认识到,一个精心设计的微环境,可以极大地影响细胞的行为,甚至诱导其向期望的方向分化。

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《组织工程》这本书,是一本让我对生命科学有了更深刻理解的著作,它不仅仅是技术层面的介绍,更是对生命本质的探索。书中关于“组织工程在心脏修复领域的应用”的章节,是我非常感兴趣的部分。它详细阐述了心脏疾病的严重性,以及心脏组织修复的困难,例如心肌细胞缺乏再生能力。书中介绍了如何利用干细胞、生物材料和细胞片等多种手段,来修复受损的心肌,改善心脏功能。我记得书中还讨论了如何利用工程化的心肌组织来模拟心脏的电生理活动,从而进行药物筛选和疾病模型研究,这对于心血管疾病的诊断和治疗有着重要的意义。我也对书中关于“组织工程在眼科领域的应用”的介绍印象深刻。它介绍了如何利用组织工程技术来修复受损的角膜、视网膜等眼部组织,从而治疗角膜病、视网膜脱离等眼科疾病。书中通过大量的实验数据和临床案例,展示了组织工程在解决这些棘手医学问题上的巨大潜力,让我对未来的眼科治疗充满了期待。

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