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第1章 绪论1

1.1生物材料发展背景1

1.2生物材料的分类2

1.3生物材料的使用性能2

1.4生物材料与组织工程学5

参考文献6

第2章 生物相容性及生物学评价7

2.1人体生理环境7

2.2生物相容性8

2.2.1组织相容性8

2.2.2血液相容性9

2.3材料在生物体内的反应11

2.3.1膨胀与浸析12

2.3.2腐蚀与溶解12

2.3.3生物分子与材料表面的反应14

2.3.4高分子材料的水解与降解14

2.4宿主反应15

2.4.1伤口愈合过程15

2.4.2免疫反应与补体系统17

2.4.3全身反应18

2.4.4材料与肿瘤的产生20

2.4.5植入感染22

2.5植入物的病理学反应23

2.6生物材料的生物相容性评价24

2.6.1生物学评价项目的选择24

2.6.2生物学评价与新材料研究25

2.6.3生物学评价试验方法及特点26

2.7生物相容性研究及评价展望26

参考文献27

第3章 医用金属材料28

3.1概述28

3.2医用金属材料的特性与要求28

3.2.1金属材料的生物相容性28

3.2.2金属材料的力学性能29

3.2.3金属材料的腐蚀性能30

3.3常用医用金属材料30

3.3.1不锈钢30

3.3.2钴基合金33

3.3.3钛和钛合金36

3.3.4齿科用金属39

3.3.5其他金属42

3.4医用金属材料的腐蚀43

3.4.1腐蚀的机理43

3.4.2生理腐蚀44

3.4.3常用金属材料的耐腐蚀性能45

3.5医用金属材料的腐蚀磨损46

3.5.1常见腐蚀磨损46

3.5.2腐蚀与磨损协同作用原理48

3.5.3腐蚀磨损试验设备48

3.5.4各种医用金属植入物腐蚀磨损研究50

3.6医用金属材料的微动磨损54

3.6.1微动及微动磨损概念54

3.6.2微动磨损机理55

3.6.3微动磨损的试验方法56

3.6.4纯钛及钛合金植入体的微动磨损57

3.6.5不锈钢植入体的微动磨损57

3.6.6植入体表面HAP涂层的微动磨损59

3.6.7植入体表面DLC涂层的微动磨损60

3.7金属与合金表面涂层处理61

3.7.1物理化学方法61

3.7.2形态学方法63

3.7.3生物化学方法63

3.8医用金属材料研究进展64

3.8.1医用镁及镁合金材料的研究64

3.8.2多孔医用金属材料研究67

3.8.3常用金属植入材料的发展70

参考文献72

第4章 医用陶瓷材料79

4.1概述79

4.2陶瓷结构与性能的关系81

4.2.1陶瓷的结构82

4.2.2陶瓷的物理性能83

4.3磷酸钙陶瓷85

4.3.1磷酸钙陶瓷概述85

4.3.2羟基磷灰石87

4.3.3磷酸三钙97

4.4生物活性玻璃与生物微晶玻璃101

4.4.1生物活性玻璃的结构和特性102

4.4.2生物玻璃的活性102

4.4.3常见的生物活性玻璃104

4.4.4展望108

4.5其他生物陶瓷109

4.5.1氧化铝生物陶瓷109

4.5.2氧化锆生物陶瓷110

4.6陶瓷材料的增韧强化113

4.6.1增韧机制113

4.6.2展望114

4.7陶瓷基生物医用复合材料115

4.7.1生物陶瓷与陶瓷复合材料115

4.7.2生物陶瓷与高分子复合材料118

4.7.3生物陶瓷复合材料的展望121

参考文献122

第5章 医用高分子材料126

5.1概述126

5.2高分子材料的特性127

5.2.1近程结构128

5.2.2远程结构130

5.3人工器官131

5.3.1分类131

5.3.2具体介绍132

5.4医用黏合剂153

5.5药用高分子材料155

5.6高分子免疫佐剂156

5.6.1免疫概述156

5.6.2免疫佐剂157

5.7医用诊断高分子159

5.7.1疾病诊断的机理160

5.7.2应用的高分子材料161

5.7.3高分子诊断试剂应用实例162

5.8几种重要的医用高分子材料163

5.8.1尼龙163

5.8.2聚乙烯163

5.8.3超高分子量聚乙烯164

5.8.4聚甲基丙烯酸甲酯171

5.8.5橡胶172

5.8.6水凝胶172

5.9生物医用高分子材料的发展概况与趋势178

5.9.1发展概况178

5.9.2发展趋势181

参考文献182

第6章 生物材料表面改性186

6.1概述186

6.2材料表面接枝聚合物刷改性186

6.2.1聚合物刷的理论研究186

6.2.2聚合物刷的主要合成方法187

6.2.3聚合物刷的应用192

6.3等离子体技术195

6.3.1等离子喷涂法195

6.3.2离子注入表面改性196

6.3.3等离子体聚合197

6.4离子束技术的表面改性198

6.5电化学沉积技术200

6.6材料表面生物化202

6.6.1引入生物活性物质202

6.6.2改善表面的亲/疏水性能205

6.6.3改善表面电荷分布205

6.6.4设计微相分离结构206

6.6.5接枝两性离子聚合物/生物大分子207

6.7表面修饰207

参考文献209

第7章 纳米生物材料212

7.1概述212

7.1.1纳米生物材料的概念和基本效应212

7.1.2纳米生物材料的制备方法214

7.2高分子纳米生物材料217

7.2.1磁共振造影剂中使用的高分子纳米生物材料217

7.2.2靶向药物载体中使用的高分子纳米生物材料227

7.2.3纳米控释系统中使用的高分子纳米生物材料231

7.2.4基因治疗中使用的高分子纳米生物材料232

7.2.5免疫分析中使用的高分子纳米生物材料235

7.3陶瓷纳米生物材料238

7.3.1纳米羟基磷灰石生物陶瓷材料238

7.3.2纳米TiO2颗粒及其应用242

7.3.3纳米氧化硅微粒在细胞分离中的应用245

7.4纳米生物复合材料246

7.4.1纳米羟基磷灰石生物复合材料247

7.4.2基于碳纳米管的纳米生物材料250

7.4.3磁性纳米生物复合材料254

7.5纳米组织工程支架材料257

7.5.1纳米纤维组织工程支架258

7.5.2纳米复合组织工程支架261

7.6纳米生物材料展望262

参考文献263

第8章 组织工程学概述270

8.1组织工程的提出270

8.2组织工程三要素271

8.2.1种子细胞271

8.2.2组织工程支架273

8.2.3生长因子273

8.3组织工程研究方法274

8.4组织工程相关生物材料275

8.5组织工程的应用及展望277

参考文献278

第9章 细胞分子生物学280

9.1概述280

9.2细胞核281

9.2.1基因表达控制281

9.2.2转录因子282

9.2.3其他基因活度控制282

9.3细胞质283

9.4细胞成长和死亡285

9.5细胞骨架288

9.6细胞黏附分子291

9.7细胞外基质292

9.7.1胶原292

9.7.2纤粘连蛋白293

9.7.3层粘连蛋白293

9.7.4氨基聚糖与蛋白聚糖294

9.7.5弹性蛋白295

9.8组织内细胞295

参考文献296

第10章 组织工程化皮肤297

10.1概述297

10.2皮肤的解剖生理学298

10.2.1表皮298

10.2.2真皮299

10.2.3创伤愈合过程300

10.3组织工程皮肤300

10.3.1表皮替代物和支持基质301

10.3.2真皮替代物和支架材料302

10.3.3复合人工皮肤303

10.4组织工程皮肤的临床应用及展望304

参考文献305

第11章 骨组织工程306

11.1概述306

11.2骨组织的解剖生理学307

11.3骨组织工程309

11.3.1种子细胞309

11.3.2细胞种植基质309

11.3.3生长因子310

11.3.4组织工程化骨311

11.3.5组织工程化软骨313

11.4骨组织工程的临床应用及展望319

参考文献320

第12章 肌腱和韧带组织工程323

12.1概述323

12.2肌腱和韧带的解剖生理学结构323

12.2.1肌腱的组织结构324

12.2.2韧带的组织结构325

12.3组织工程化肌腱和韧带的构建326

12.3.1种子细胞326

12.3.2支架材料327

12.3.3组织工程化肌腱的构建327

12.3.4组织工程化韧带的构建328

12.4组织工程化肌腱和韧带的展望329

参考文献329

第13章 其他组织工程化组织331

13.1组织工程化心脏瓣膜331

13.2组织工程化血管332

13.3组织工程化胰腺333

13.4周围神经组织工程334

参考文献335