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内容简介

前言

目录

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作/译者：张超武出版社：化学工业出版社

出版日期：2006年03月

ISBN：9787502579876 [十位:7502579877]

页数：245 重约：0.406KG

定价：￥29.00

内容提要：

本书在介绍材料科学与骨科医学两学科相关基础知识的同时,分别介绍了生物材料在医学领域的具体应用和它在材料工程中的制备、加工方法。该书主要内容包括:生物材料的发展史及其应用前景;骨的物理性质和生理学特征;生物材料与生理环境的相容性;外科医学使用的各种生物材料;假体、人工关节涂层;假体的设计与制备;植入假体的固定;假体、人工关节的临床应用;人工关节机械性能试验;生物材料测试方法的国际标准。

本书内容涉及材料科学与医学领域的相关知识,属于两者的交叉学科。既可用作大专院校师生的教学参考书,又可供从事材料科学、生物医学工程、医学仪器设备制造及应用的研究人员、临床医生及工程技术人员参考。

图书目录：

1 生物材料的发展史及其应用前景

1.1 发展史探寻

1.2 生物材料发展原因

1.3 生物材料在人体置抽象方面的发展

1.4 生物活性陶瓷在骨修复中的应用

1.5 生物陶瓷在整形外科领域中的应用前景

参考文献

2 骨的物理性质和生理学特征

2.1 骨的自然性质

2.2 骨生长和骨修复的一般机理

2.3 骨移植

2.4 骨的物理学特性

2.5 骨的机械性能

2.6 骨的黏弹性行为

2.7 骨的组成特点

参考文献

3 生物材料与生理环境的相容性

3.1 生理环境的苛刻性

3.2 陶瓷与组织界面

3.3 正常伤口的治愈过程

3.4 人体组织对生物材料的响应

3.5 血液相容性

3.6 生物相容性试验

3.7 生物相容性评价体系

参考文献

4 外科医学使用的各种生物材料

4.1 金属植入材料

4.2 生物医学聚合物

4.3 碳素材料

4.4 生物玻璃

4.5 生物陶瓷材料

参考文献

5 假体、人工关节涂层

5.1 支撑体材料的选择

5.2 生的惰性涂层材料

5.3 生物活性涂层材料

5.4 涂层材料性能的评价

5.5 涂层材料的发展

参考文献

6 假体的设计与制备

6.1 承载关节应力分布初探

6.2 生物陶瓷断裂行为的分析

6.3 假体材料的主要制备方法

6.4 生物陶瓷假体的机械设计

6.5 假体的成型方法

参考文献

7 植入假体的固定

7.1 概述

7.2 假体固定方法

……

8 假体、人工关节的临床应用

9 人工关节机械性能试验

10 生物材料测试方法的国际标准

图书信息2

书名：生物材料概论

书号：9787302207597

作者：冯庆玲

定价：45元

出版日期：2009-9-1

出版社：清华大学出版社

内容简介

本书主要阐述生物材料学的基本内容及原理，包括天然生物材料的组成单元（生物大分子、生物矿物），人体的基本组织和器官，细胞与材料作用的过程，各类生物医用材料，医用材料的生物相容性，以及生物材料检测与评价等。

本书的特点是涉及的面很广，可供材料科学、生物医学工程、化学、医学、环境科学等相关专业的本科学生选作教材，或供科技人员以及高等院校相关专业的师生参考。

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

前言

本书是“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”之一。

材料科学被称为三大科学支柱之一，也是人类技术进步的标志。而生物材料学又是近年来诸多材料学中脱颖而出的一个灿烂奇葩，开辟了一个崭新的学科领域。

利用受生物启发的合成路径和源于自然的仿生原理设计形貌、结构可控的功能材料，研究其所具有的独特性能，已成为生命、化学、材料和物理等学科中一个活跃的前沿领域。生物材料学研究的主要目的是在分析天然生物材料自组装、生物功能及形成机制基础上，发展新型医用材料以用于人体组织器官的修复与替代，并且发展仿生高性能工程材料。生物材料学涉及生物材料的组成结构、性能与制备相互关系和规律，其研究开发正以空前的规模飞速发展。之所以如此，原因在于其强大的推动力，一是挽救成千上万人最宝贵的生命，二是大大提高人的生活质量。从这个意义上来说，生物材料是直接造福于人类生命和健康的一门科学。

生物材料学的内容丰富多彩，所涉及的学科也繁多广阔。学科相互渗透、交叉、融合已是现代科学发展的一个重要特点，也是科学技术蓬勃发展的生命力之所在。生物材料学已成为生命科学和材料科学的交叉前沿科学。生物材料学与化学、生物、医学、药学、物理、纳米技术以及其他学科还有密切的关系。生物材料是多个新兴的研究方向的基础，如组织工程、再生医学、药物缓释、生物传感器和人工器官等。

实际使用的生物医用材料种类繁多。一种新型生物医用材料从需求到开发、制造和植入的过程，要涉及诸多学科如材料科学、医学、力学、生物学、生物工程学、管理科学等。因此，生物材料专家应对设计生物材料的基本原理有很好的掌握和理解。这不但包括传统的材料科学的理论与实践，还包括材料被植入人体后所发生的复杂相互作用的机制和成功经验。因此，本书旨在为具有工程学科背景的读者补充涉及生物材料的生物学基础知识，同时为具有生物医学学科背景的读者补充涉及生物材料的材料学基础知识。在此基础上，介绍生物材料学特有的学科知识。

生物材料学已经形成自己独特的研究对象、研究方法和学科体系。这些是任何其他学科都不能包容的。本书主要阐述生物材料学的基本内容及原理。重点为材料科学专业人员补充生物学基础知识，包括天然生物材料的组成单元（生物大分子、生物矿物）、人体的基本组织和器官、细胞与材料作用的过程等，具备上述生物学基础知识才可能设计、制备新一代生物相容材料。本书对生物材料学科主要内容，如生物过程形成的分级结构、自组装和生物矿化原理，细胞与材料的相互作用，材料的生物相容性机制，生物医用材料的设计，组织修复愈合原理等，都做了较详尽的论述，各章节除了有学术上的内涵联系外，还有重要的实用价值。本书在总结大量国内外本领域研究现状的同时，也介绍了作者所在的研究组近年来在生物材料方面的研究成果。本书的特点是涉及的面比较广，可供材料科学、生物医学工程、化学、医学等相关专业的本科生和研究生选作教材或供科技人员以及高等院校相关专业的师生参考。

生物材料概论作为一门新兴学科，相关教材还比较少，本书愿意为生物材料领域的师生提供一个选择。本书不仅可作为生物材料专业的研究生和大学本科高年级学生的教学用书，亦可作为从事该领域研究者的参考书。广大读者启迪智慧灵感，开阔视野知识，激发求知欲望，探索创新精神，推动生物材料学科的发展，从而造福于人类的健康。著书若能如此，作者堪以欣慰。

本书引用了几百篇参考文献。相当一部分文献还来不及与各位作者联系，特别是国外学者、期刊和出版社，本书已经在各章中清楚标注。在此，作者亦向他们表示深深的感谢。在全书的编写过程中，谭荣伟、高永华、牛旭锋、黄智、王明波参加了本书的文献收集、图表制作以及文字校对等大量工作，在此表示衷心的感谢。

本书是作者在多年本科生和研究生教学以及科研实践基础上的积累，愿意与生物材料领域的同行共享，也敬请同行专家和本书的读者批评指正。

作 者2009年9月材料科学与工程系列

目录

目 录第1章 绪论1

1.1 生物材料的定义1

1.2 生物材料的发展历程1

1.3 生物材料学的学科特点4

1.4 生物材料中水的作用5

1.4.1 水的溶解性质5

1.4.2 疏水效应7

1.4.3 亲水效应8

1.4.4 表面浸润效应9

1.4.5 水和生物对于材料的反应11

1.5 生物材料相关学科12

1.5.1 组织工程与再生医学12

1.5.2 生物材料与人工器官14

1.6 生物材料的应用现状14

参考文献17

第2章 生物大分子20

2.1 概述20

2.2 蛋白质的成分和结构 21

2.2.1 蛋白质的成分21

2.2.2 蛋白质的结构23

2.3 几种蛋白质26

2.3.1 胶原26

2.3.2 丝素蛋白29

2.3.3 弹性蛋白33

2.4 多糖34

2.4.1 纤维素及其衍生物34

2.4.2 几丁质35

2.4.3 卡拉胶 36

2.4.4 海藻酸钠37

2.4.5 氨基聚糖与蛋白聚糖39

2.5 糖蛋白42

参考文献43

生物材料概论目 录第3章 生物矿化作用及生物矿化机制47

3.1 生物矿化概述47

3.2 天然生物矿物的种类49

3.2.1 碳酸钙50

3.2.2 磷酸钙58

3.3 几种天然生物矿物61

3.3.1 贝壳61

3.3.2 珍珠71

3.3.3 鱼耳石74

3.3.4 鸵鸟蛋壳76

3.3.5 骨77

3.3.6 牙83

3.4 异常生物矿化84

3.4.1 泌尿系结石84

3.4.2 心血管系统异常钙化85

3.4.3 牙的病理矿化88

3.5 生物矿化的基本原理和过程89

3.6 有机基质在矿物形核及生长中的作用90

参考文献93

第4章 组织和器官99

4.1 组织99

4.1.1 组织的构成99

4.1.2 基本组织102

4.1.3 结缔组织--骨104

4.2 器官113

4.2.1 器官的构成113

4.2.2 器官中的细胞再生115

4.2.3 器官中的细胞通讯116

4.2.4 器官的病理学116

4.2.5 肝脏器官117

参考文献118

第5章 细胞与材料的相互作用120

5.1 蛋白质在生物材料表面的吸附120

5.1.1 与吸附相关的蛋白质的结构和性能121

5.1.2 材料表面性质对蛋白质吸附的影响122

5.1.3 蛋白质吸附过程123

5.1.4 蛋白质吸附研究方法124

5.1.5 蛋白质吸附的Vroman效应124

5.1.6 蛋白质脱附126

5.2 细胞与材料的相互作用126

5.2.1 细胞表面与粘附分子127

5.2.2 细胞与材料的界面反应128

5.2.3 细胞迁移132

5.2.4 细胞繁殖134

5.2.5 生长因子135

参考文献140

第6章 生物医用材料143

6.1 金属143

6.1.1 金属植入物的制备过程143

6.1.2 金属植入物的微观结构与性质146

6.2 聚合物155

6.2.1 均聚物155

6.2.2 共聚物158

6.3 智能高分子159

6.3.1 溶液中的智能高分子161

6.3.2 溶液中的智能高分子-蛋白质结合物162

6.3.3 材料表面上的智能高分子163

6.3.4 与蛋白质特定位点生物配对的智能高分子材料164

6.3.5 智能高分子凝胶165

6.3.6 对生物刺激敏感的智能凝胶167

6.4 水凝胶167

6.4.1 水凝胶的分类与基本结构168

6.4.2 一些重要生物医用和药用水凝胶的性质170

6.5 生物可吸收与生物可侵蚀材料171

6.5.1 种类171

6.5.2 目前可用的可降解聚合物172

6.5.3 可降解材料的储存、消毒和包装177

6.6 陶瓷、玻璃、玻璃-陶瓷177

6.6.1 陶瓷材料-生物组织界面177

6.6.2 可吸收磷酸钙180

6.7 医用纤维和纺织品181

6.7.1 生物医用纤维182

6.7.2 电纺丝方法制备生物医用纤维184

6.7.3 其他方法制备生物纤维187

6.7.4 织物的检测和评价189

6.7.5 纤维和织物的应用189

6.8 复合材料192

6.8.1 增强材料193

6.8.2 基体材料194

参考文献196

第7章 生物医用材料表面性质与改性200

7.1 材料表面性能200

7.1.1 表面的基本概念200

7.1.2 表面不规则性201

7.1.3 表面多孔性202

7.1.4 表面参数202

7.2 材料表面分析技术203

7.2.1 表面分析技术概述204

7.2.2 接触角测定205

7.2.3 电子能谱化学分析206

7.2.4 二次离子质谱分析（SIMS) 208

7.2.5 扫描电子显微镜211

7.2.6 红外光谱学212

7.2.7 扫描隧道显微学、原子力显微学和扫描探针显微学213

7.2.8 表面分析新方法217

7.3 生物医用材料表面改性219

7.3.1 生物医用材料表面改性的基本原理222

7.3.2 生物材料表面改性方法223

7.3.3 材料表面的等离子体处理226

7.4 常用生物材料表面改性方法227

7.4.1 仿生法化学改性227

7.4.2 硅烷化231

7.4.3 离子注入232

7.4.4 Langmuir-Blodgett(LB)膜沉积233

7.4.5 自组装单层膜（SAM) 233

7.4.6 表面改性添加剂（SMA) 235

7.4.7 钝化处理236

7.4.8 帕利灵（聚对二甲苯）涂层236

7.4.9 激光涂覆237

7.5 材料表面固定生物分子237

7.5.1 表面修饰图案238

7.5.2 固定化生物分子及应用238

7.5.3 固定细胞配位体240

7.5.4 材料表面固定分子的方法240

参考文献245

第8章 材料的生物相容性248

8.1 概述248

8.2 生物相容性概念和分类249

8.2.1 血液相容性250

8.2.2 组织相容性257

8.3 材料反应263

8.3.1 膨胀与浸析264

8.3.2 腐蚀与溶解266

8.3.3 蛋白质吸附与生物相容性270

8.4 宿主反应272

8.4.1 免疫反应273

8.4.2 全身反应280

参考文献284

第9章 生物材料的检测与评价288

9.1 概述288

9.2 生物相容性的评价指标和方法289

9.2.1 生物安全性原则289

9.2.2 生物功能性原则291

9.3 生物相容性的体外评估292

9.3.1 基本概念292

9.3.2 细胞培养方法293

9.3.3 细胞和组织分析技术297

9.3.4 临床应用301

9.3.5 新的研究方向301

9.4 生物相容性的体内评价301

9.4.1 体内评价的必要性301

9.4.2 移植场所303

9.4.3 结缔组织--骨和骨骼肌软组织304

9.4.4 结缔组织--皮下组织305

9.4.5 肌肉305

9.4.6 上皮组织305

9.4.7 神经306

9.4.8 外科手术方案和植入物的选择306

9.4.9 组织反应的控制307

9.4.10 组织反应的评价307

9.4.11 组织学与组织化学308

9.4.12 免疫组织化学309

9.4.13 透射电子显微术310

9.4.14 扫描电子显微术311

9.4.15 生物化学311

9.4.16 机械性能测试311

9.4.17 组织反应可接受性的评价标准312

9.5 血液-材料相互作用的测试312

9.5.1 凝血过程与凝血途径312

9.5.2 血栓形成315

9.5.3 血液-材料相互作用评价317

9.5.4 装置的体内实验评价319

参考文献321

第10章 材料在生物环境中的降解325

10.1 概述325

10.2 聚合物材料在生物环境中的降解325

10.2.1 影响聚合物降解的因素325

10.2.2 聚合物在生物环境中降解机理的探讨330

10.3 金属材料在生物环境中的降解337

10.3.1 金属材料在生物环境中的腐蚀339

10.4 陶瓷材料在生物环境中的降解344

参考文献345

第11章 组织工程348

11.1 组织工程概述348

11.2 骨组织工程351

11.3 肝组织工程360

11.3.1 肝组织工程支架材料361

11.3.2 肝组织工程的种子细胞362

11.3.3 生长和分化因子363

11.4 组织工程在其他方面的临床实践364

11.4.1 皮肤364

11.4.2 角膜366

11.4.3 神经系统366

11.4.4 胰腺367

11.4.5 血管368

11.4.6 心脏瓣膜369

参考文献370

第12章 仿生制备生物材料373

12.1 仿生制备的基本原理374

12.1.1 成分和结构仿生374

12.1.2 过程和加工仿生374

12.1.3 功能和性能仿生375

12.2 生物矿化材料的自组装分级结构375

12.2.1 珍珠的自组装分级结构376

12.2.2 斑马鱼脊椎骨的自组装分级结构376

12.2.3 象牙的自组装分级结构378

12.2.4 人牙釉的自组装分级结构379

12.2.5 鱼耳石的自组装分级结构380

12.3 合成碳酸钙晶体的晶型及形貌控制383

12.3.1 Mg离子作为添加剂384

12.3.2 有机小分子作为添加剂385

12.3.3 生物大分子作为添加剂386

12.3.4 贝壳中提取蛋白质的体外模拟矿化388

12.3.5 耳石中提取蛋白质的体外模拟矿化391

12.4 微印法（micro-printing）实现结晶位点控制398

12.5 采用过程仿生方法制备磷酸钙涂层399

参考文献400

第6章 生物医用材料143

6.1 金属143

6.1.1 金属植入物的制备过程143

6.1.2 金属植入物的微观结构与性质146

6.2 聚合物156

6.2.1 均聚物156

6.2.2 共聚物158

6.3 智能高分子159

6.3.1 溶液中的智能高分子161

6.3.2 溶液中的智能高分子-蛋白质结合物163

6.3.3 材料表面上的智能高分子164

6.3.4 与蛋白质特定位点生物配对的智能高分子材料164

6.3.5 智能高分子凝胶166

6.3.6 对生物刺激敏感的智能凝胶167

6.4 水凝胶168

6.4.1 水凝胶的分类与基本结构168

6.4.2 一些重要生物医用和药用水凝胶的性质171

6.5 生物可吸收与生物可侵蚀材料171

6.5.1 种类172

6.5.2 目前可用的可降解聚合物173

6.5.3 可降解材料的储存、消毒和包装178

6.6 陶瓷、玻璃、玻璃-陶瓷178

6.6.1 陶瓷材料-生物组织界面178

6.6.2 可吸收磷酸钙181

6.7 医用纤维和纺织品182

6.7.1 生物医用纤维183

6.7.2 电纺丝方法制备生物医用纤维185

6.7.3 其他方法制备生物纤维188

6.7.4 织物的检测和评价190

6.7.5 纤维和织物的应用190

6.8 复合材料193

6.8.1 增强材料194

6.8.2 基体材料195

参考文献197

第7章 生物医用材料表面性质与改性201

7.1 材料表面性能201

7.1.1 表面的基本概念201

7.1.2 表面不规则性202

7.1.3 表面多孔性203

7.1.4 表面参数203

7.2 材料表面分析技术204

7.2.1 表面分析技术概述205

7.2.2 接触角测定206

7.2.3 电子能谱化学分析207

7.2.4 二次离子质谱分析（SIMS) 209

7.2.5 扫描电子显微镜212

7.2.6 红外光谱学213

7.2.7 扫描隧道显微学、原子力显微学和扫描探针显微学214

7.2.8 表面分析新方法218

7.3 生物医用材料表面改性220

7.3.1 生物医用材料表面改性的基本原理223

7.3.2 生物材料表面改性方法224

7.3.3 材料表面的等离子体处理227

7.4 常用生物材料表面改性方法228

7.4.1 仿生法化学改性228

7.4.2 硅烷化232

7.4.3 离子注入233

7.4.4 Langmuir-Blodgett(LB)膜沉积234

7.4.5 自组装单层膜（SAM) 234

7.4.6 表面改性添加剂（SMA) 236

7.4.7 钝化处理237

7.4.8 帕利灵（聚对二甲苯）涂层237

7.4.9 激光涂敷238

7.5 材料表面固定生物分子238

7.5.1 表面修饰图案239

7.5.2 固定化生物分子及应用239

7.5.3 固定细胞配位体241

7.5.4 材料表面固定分子的方法241

参考文献246

第8章 材料的生物相容性249

8.1 概述249

8.2 生物相容性概念和分类250

8.2.1 血液相容性251

8.2.2 组织相容性258

8.3 材料反应264

8.3.1 膨胀与浸析265

8.3.2 腐蚀与溶解267

8.3.3 蛋白质吸附与生物相容性271

8.4 宿主反应273

8.4.1 免疫反应274

8.4.2 全身反应281

参考文献285

第9章 生物材料的检测与评价289

9.1 概述289

9.2 生物相容性的评价指标和方法290

9.2.1 生物安全性原则290

9.2.2 生物功能性原则292

9.3 生物相容性的体外评估293

9.3.1 基本概念293

9.3.2 细胞培养方法294

9.3.3 细胞和组织分析技术298

9.3.4 临床应用302

9.3.5 新的研究方向302

9.4 生物相容性的体内评价302

9.4.1 体内评价的必要性302

9.4.2 移植场所304

9.4.3 结缔组织--骨和骨骼肌软组织305

9.4.4 结缔组织--皮下组织306

9.4.5 肌肉306

9.4.6 上皮组织306

9.4.7 神经307

9.4.8 外科手术方案和植入物的选择307

9.4.9 组织反应的控制308

9.4.10 组织反应的评价308

9.4.11 组织学与组织化学309

9.4.12 免疫组织化学310

9.4.13 透射电子显微术311

9.4.14 扫描电子显微术312

9.4.15 生物化学312

9.4.16 机械性能测试312

9.4.17 组织反应可接受性的评价标准313

9.5 血液-材料相互作用的测试313

9.5.1 凝血过程与凝血途径313

9.5.2 血栓形成316

9.5.3 血液-材料相互作用评价318

9.5.4 装置的体内实验评价320

参考文献322

第10章 材料在生物环境中的降解326

10.1 概述326

10.2 聚合物材料在生物环境中的降解326

10.2.1 影响聚合物降解的因素326

10.2.2 聚合物在生物环境中降解机理的探讨331

10.3 金属材料在生物环境中的降解338

10.3.1 金属材料在生物环境中的腐蚀340

10.4 陶瓷材料在生物环境中的降解345

参考文献346

第11章 组织工程349

11.1 组织工程概述349

11.2 骨组织工程352

11.3 肝组织工程361

11.3.1 肝组织工程支架材料362

11.3.2 肝组织工程的种子细胞363

11.3.3 生长和分化因子364

11.4 组织工程在其他方面的临床实践365

11.4.1 皮肤365

11.4.2 角膜367

11.4.3 神经系统367

11.4.4 胰腺368

11.4.5 血管369

11.4.6 心脏瓣膜370

参考文献371

第12章 仿生制备生物材料374

12.1 仿生制备的基本原理375

12.1.1 成分和结构仿生375

12.1.2 过程和加工仿生375

12.1.3 功能和性能仿生376

12.2 生物矿化材料的自组装分级结构376

12.2.1 珍珠的自组装分级结构377

12.2.2 斑马鱼脊椎骨的自组装分级结构377

12.2.3 象牙的自组装分级结构379

12.2.4 人牙釉的自组装分级结构380

12.2.5 鱼耳石的自组装分级结构381

12.3 合成碳酸钙晶体的晶型及形貌控制384

12.3.1 Mg离子作为添加剂385

12.3.2 有机小分子作为添加剂386

12.3.3 生物大分子作为添加剂387

12.3.4 贝壳中提取蛋白质的体外模拟矿化389

12.3.5 耳石中提取蛋白质的体外模拟矿化392

12.4 微印法（micro-printing）实现结晶位点控制399

12.5 采用过程仿生方法制备磷酸钙涂层400

参考文献401