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出版者:

作者:中国标准出版社第一编辑室 编

出品人:

页数:1375

译者:

出版时间:1970-1

价格:450.00元

装帧:

isbn号码:9787506657327

丛书系列:

图书标签:

• 医用电气设备
• 安全标准
• 医疗器械
• 电气安全
• 标准汇编
• 医疗设备
• 法规
• 技术规范
• 质量控制
• 行业标准

现代生物材料的创新与应用 本书聚焦于当前生物材料领域的前沿进展，深入剖析了从基础研究到临床转化的关键技术与挑战。 全书共分六大部分，系统地涵盖了高分子生物材料、陶瓷与金属生物材料、复合与智能响应材料、组织工程支架的构建与优化、生物相容性与生物降解性评估，以及新型生物材料在特定疾病治疗中的应用案例。 第一部分：高分子生物材料的理性设计与合成 本部分详尽阐述了合成生物高分子材料的分子结构调控策略及其在生物医学领域的应用潜力。我们将首先回顾经典的可降解聚合物，如聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）及其共聚物（PLGA）的合成化学、降解动力学及其机械性能的可控性研究。 重点内容包括： 1. 新型功能化聚合物的构筑： 探讨如何通过侧链修饰或主链引入活性基团（如点击化学位点、光响应单元）来赋予材料特定的生物学功能，例如靶向药物递送、细胞粘附促进或抗菌活性。 2. 生物相容性与体内稳定性评估： 详细介绍了体外细胞毒性测试（MTT, LDH释放）、延迟型超敏反应测试以及动物体内长期植入实验中的组织反应分析方法。特别关注了材料在体液中的水解和氧化稳定性对长期功能的影响。 3. 生物大分子的修饰与应用： 讨论了天然高分子如透明质酸、壳聚糖、胶原蛋白的化学改性技术，以提高其加工性能和生物活性，并深入分析了这些改性材料在伤口敷料和眼科植入物中的应用表现。 第二部分：先进金属与陶瓷生物材料的性能优化 本章着眼于结构支持型生物材料，重点研究了钛合金、钴铬合金以及生物活性陶瓷的微观结构、表面改性技术及其在骨科和牙科修复中的优势。 内容细则如下： 1. 新型生物医用合金的开发： 深入分析了无镍无钴的生物相容性合金（如Ti-Nb-Zr系）的相变机制、晶粒尺寸对疲劳寿命的影响，以及热处理工艺对材料力学性能的优化作用。 2. 生物陶瓷的界面工程： 详细探讨了羟基磷灰石（HAp）在涂层技术中的应用，包括等离子喷涂、溶胶-凝胶法制备高均匀性涂层。关注涂层与基体材料之间的化学键合强度和微观形貌对骨整合过程的调控。 3. 金属材料的表面改性技术： 侧重于微弧氧化、酸蚀刻、激光纹理化等技术在改善金属植入物表面粗糙度、亲水性及蛋白质吸附行为上的应用，旨在加速骨组织向植入物表面的再生和整合。 第三部分：复合材料与智能响应系统的构建 本部分将前沿复合技术与刺激响应性材料相结合，探讨如何设计出能够感知并响应体内微环境变化的“智能”植入物。 关键技术包括： 1. 生物活性复合材料的制备： 讨论了如何将纳米填料（如碳纳米管、石墨烯、生物活性玻璃纳米颗粒）均匀分散到聚合物基体中，以协同增强材料的机械性能、导电性或抗菌性。 2. pH/温度/电场响应性水凝胶： 详细介绍了构建具有精确释药窗口的智能水凝胶的聚合方法（如RAFT聚合、原位聚合）。重点分析了这些材料在肿瘤微环境（酸性pH）或局部炎症区域（温度升高）下实现药物的程序化释放机制。 3. 生物电活性材料： 探讨了导电聚合物和具有压电效应的材料（如PZT陶瓷、PVDF）在神经修复和心脏支架中的潜在应用，研究其如何通过电信号刺激细胞行为。 第四部分：组织工程支架的精确制造与功能化 本部分是关于再生医学核心——支架材料的构建，涵盖了从宏观结构到细胞微环境模拟的全过程。 主要研究内容： 1. 增材制造（3D打印）技术在支架构建中的应用： 比较了熔融沉积成型（FDM）、光固化成型（SLA/DLP）以及喷墨打印技术在支架孔隙率、互通性及几何精度控制上的优劣。重点讨论了生物墨水（Bioink）的流变学设计以适应高分辨率打印要求。 2. 多孔结构的设计与优化： 阐述了通过冷冻干燥、相分离技术构建仿生多孔结构的原理，以及如何通过控制孔径大小和孔道连接性来调控细胞迁移、营养物质输送和血管化进程。 3. 生物活性因子的负载与释放： 讨论了利用微球、脂质体或基质嵌入技术，将生长因子（如VEGF, BMP-2）稳定地锚定在支架上，实现其梯度、持续或脉冲式的释放，以引导干细胞向特定细胞类型分化和组织再生。 第五部分：生物材料的体内评价与质量控制 材料的临床成功依赖于严格的生物学和生物物理学评价体系。本章侧重于先进的体内外评价方法论。 重点覆盖： 1. 生物动力学和药代动力学（PK/PD）模型： 针对植入物和药物递送系统，介绍如何建立模型预测材料在体内的降解速率、代谢产物毒性以及活性成分的系统暴露水平。 2. 先进成像技术在植入物监测中的应用： 探讨了高分辨率CT、MRI、PET成像技术如何用于无损评估植入物周围的骨再生情况、炎症反应的程度以及材料的长期形态变化。 3. 长期生物惰性与免疫原性分析： 详细介绍了先进的蛋白质组学和免疫组化方法，用于鉴定植入物表面吸附的蛋白质组，区分“优良的”细胞附着蛋白与引起慢性炎症的“异物反应”标志物。 第六部分：特定疾病领域中的应用案例分析 本部分通过具体的临床应用场景，展示了生物材料技术的集成与突破。 案例研究包括： 1. 心血管植入物： 探讨了新型药物洗脱支架（DES）中聚合物基体的选择，如何平衡药物的有效释放与支架的长期机械稳定性，以及抗血栓表面涂层的开发。 2. 神经修复界面： 分析了用于神经电极或神经导管的柔性导电聚合物材料的设计原则，重点关注如何减少神经鞘膜增生和增强长期信号传输的稳定性。 3. 抗感染与抗菌植入物： 介绍了几种通过材料本身释放离子（如银离子、铜离子）或负载抗生素来预防术后感染的策略，并评估了抗菌活性与材料生物相容性之间的平衡点。 本书旨在为生物医学工程师、材料科学家、临床医生及相关研究人员提供一个全面、深入且紧跟时代步伐的技术参考手册。 内容侧重于从分子尺度到组织尺度的跨学科知识整合，强调材料的理性设计、精密制造及其在复杂生物系统中的功能实现。

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