激光快速成型骨支架进展(英文版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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帅词俊 等 著

图书标签:

• Laser rapid prototyping
• Bone scaffolds
• Biomaterials
• Tissue engineering
• Additive manufacturing
• 3D printing
• Bioprinting
• Bone regeneration
• Medical implants
• Biocompatibility

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030420077

版次：1

商品编码：11597571

包装：平装

开本：32开

出版时间：2014-12-01

用纸：胶版纸

页数：326

正文语种：英文

内容简介

　　《Progress of Bone Scaffold by Laser Rapid Prototyping激光快速成型骨支架进展》系统介绍激光快速成型技术在人工骨支架制备中的研究现状，详细分析和归纳目前生物材料用于骨修复及再生的研究进展，全面总结骨支架材料的种类及特点，重点探讨不同骨支架材料的强度、韧性、生物相容性、降解性及其与组织细胞的相互作用规律，以期对骨组织缺损的修复与功能重建提供理论与技术指导。

目录

Preface
Chapter 1 Hydroxyapatite-Based Bone Scaffolds 1
1.1 Structural Design and Experimental Analysis of a Selective Laser
Sintering System with Nano-Hydroxyapatite Powder 2
1.2 Structure and Properties of Nano-Hydroxyapatite Scaffolds for Bone
Tissue Engineering with Selective Laser Sintering System 8
1.3 The Microstructure Evolution of Nano-Hydroxyapatite Powder Sintered for
Bone Tissue Engineering 21
1.4 Fabrication Optimization of Nano-Hydroxyapatite Artificial Bone
Scaffolds 32
1.5 Grain Growth Associates Mechanical Properties in Nano-Hydroxyapatite
Bone Scaffolds 43
1.6 Simulation of Dynamic Temperature Field during Selective Laser Sintering
of Ceramic Powder 51
1.7 Poly (L-lactide acid) Improves complete Nano-Hydroxyapatite
Bone Scaffolds through the Microstructure Rearrangement 59
1.8 Processing and Characterization of Laser Sintered Hydroxyapatite
Scaffold for Tissue Engineering 71
References 80
Chapter 2 Tricalcium Phosphate-Based Bone Scaffolds 91
2.1 Correlation between Properties and Microstructure of Laser Sintered
Porous β-Tricalcium Phosphate Bone Scaffolds 92
2.2 Analysis of Transient Temperature Distribution in Selective Laser
Sintering of β-Tricalcium Phosphate 106
2.3 Inhibition of Phase Transformation from β-to α-Tricalcium Phosphate
with Addition of Poly (L-lactic acid) in Selective Laser Sintering 113
2.4 Mechanical Properties Improvement of Tricalcium Phosphate Scaffold
with Poly (L-lactic acid) in Selective Laser Sintering 122
2.5 In vitro Bioactivity and Degradability of β-Tricalcium Phosphate Porous
Scaffolds Fabricated via Selective Laser Sintering 133
2.6 Characterization of Mechanical and Biological Properties of 3-D
Scaffolds Reinforced with Zinc Oxide for Bone Tissue Engineering 144
2.7 Nano-Hydroxyapatite Improves the Properties of β-tricalcium Phosphate
Bone Scaffolds 160
References 171
Chapter 3 Biodegradable Polymer-Based Bone Scaffolds 188
3.1 Fabrication of Porous Polyvinyl Alcohol Scaffold for Bone Tissue
Engineering via Selective Laser Sintering 188
3.2 Development of Complex Porous Polyvinyl Alcohol Scaffolds:
Microstructure， Mechanical and Biological Evaluations 198
3.3 Preparation of Complex Porous Scaffolds via Selective Laser Sintering
of Poly vinyl Alcohol/Calcium Silicate 206
3.4 Development of Composite Porous Scaffolds Based on Poly (Lactideco-
Glycolide) /Nano-Hydroxyapatite via Selective Laser Sintering 214
References 223
Chapter 4 Bioactive Glass-Based Bone Scaffolds 231
4.1 Fabrication and Characterization of Porous 45S5 Glass Scaffolds via
Direct Selective Laser Sintering 231
4.2 Enhancement Mechanisms of Graphene in Nano-58S Bioactive Glass
Scaffold: Mechanical and Biological Performance 239
References 254
Chapter 5 Other Bone Scaffolds 259
5.1 Fabrication and Characterization of Calcium Silicate Scaffolds for
Tissue Engineering 259
5.2 Graphene-Reinforced Mechanical Properties of Calcium Silicate
Scaffolds by Laser Sintering 270
5.3 Enhanced Sintering Ability of Biphasic Calcium Phosphate by Polymers
Used for Bone Scaffold Fabrication 280
5.4 Optimization of TCP/HAP Ratio for Better Properties of Calcium
Phosphate Scaffold via Selective Laser Sintering 294
5.5 Novel Forsterite Scaffolds for Bone Tissue Engineering: Selective Laser
Sintering Fabrication and Characterization 303
References 310

前言/序言

聚焦未来，突破创新：生物材料与工程前沿探索 本书并非聚焦于“激光快速成型骨支架”这一特定技术，而是将目光投向更为广阔的生物材料与工程领域，深入探讨那些推动医学进步、重塑人类健康的颠覆性创新。我们旨在呈现一个充满活力、不断涌现新思想、新方法的学科全景，激发读者对未来医学发展趋势的深刻洞察。 第一篇：生物材料的基石——微观世界的精准操控 在疾病治疗和组织修复的道路上，生物材料扮演着至关重要的角色。它们是承载生命希望的载体，是实现精准医疗的物质基础。本篇将带领读者走进生物材料的微观世界，探索其令人惊叹的多样性与前沿进展。 1.1 新型高分子材料的崛起与应用： 告别传统，拥抱未来。我们关注那些具备优异生物相容性、可控降解性以及特定生物活性的新型高分子材料。从天然来源的胶原蛋白、壳聚糖，到合成聚合物如聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）、聚己内酯（PCL），再到近年来备受瞩目的生物可降解聚氨酯、形状记忆聚合物，本书将详述它们的分子结构设计、合成方法、力学性能、降解行为以及在药物递送、组织工程、生物传感器等领域的创新应用。我们将深入剖析材料结构与性能之间的精妙联系，揭示如何通过精细的化学设计，赋予材料“智能”的响应能力，例如pH敏感、温度敏感、酶响应等，从而实现靶向释放、按需调控等高级功能。 1.2 陶瓷与无机材料的重生： 传统印象中的陶瓷与金属，如今在生物医学领域焕发新生。本节将聚焦于生物活性玻璃、磷酸钙陶瓷（如羟基磷灰石、β-磷酸三钙）、生物陶瓷涂层等材料。我们不仅探讨它们的矿物学特性、生物活性（如诱导骨生成）和机械强度，更重要的是，我们将深入研究如何通过纳米化、表面改性、复合化等手段，显著提升其生物相容性、力学性能和引导骨再生的能力。例如，纳米羟基磷灰石的引入如何增强支架的骨传导性，活性氧化锆如何在植入体内诱导骨组织生长，以及陶瓷与高分子复合材料如何实现力学性能和生物活性的协同优化。 1.3 生物复合材料的协同优势： 单一材料往往难以满足复杂生物环境的需求。本书将重点阐述不同种类生物材料（如高分子-陶瓷、高分子-金属、天然-合成高分子）的复合化策略。我们将分析复合材料设计中的关键考量因素，包括相容性、界面相、协同增强机制等。例如，如何将高强度的陶瓷颗粒均匀分散在具有良好韧性的高分子基体中，以同时获得优异的力学强度和良好的生物相容性；如何利用天然生物大分子的生物活性与合成聚合物的力学可调性相结合，创造出更接近天然组织的仿生材料。 1.4 纳米材料在生物医学中的颠覆性作用： 纳米技术正以前所未有的速度改变着生物医学的面貌。本书将详细介绍纳米颗粒、纳米纤维、纳米管等纳米结构在药物载体、基因治疗、成像诊断、抗菌治疗等方面的应用。我们将探讨纳米材料的尺寸效应、高比表面积带来的独特性能，以及它们在细胞内吞、跨膜运输等过程中的行为。此外，还将关注其在构建仿生微环境、促进细胞粘附与增殖方面的潜力，以及在纳米毒理学和安全性方面的最新研究进展。 第二篇：工程赋能——生命过程的精准模拟与调控 生物材料作为基础，而工程技术则是实现其最大价值的关键。本篇将聚焦于先进的工程技术，探讨它们如何为生物材料赋予生命力，如何实现对生命过程的精准模拟与调控。 2.1 增材制造（3D打印）的革命性进展： 告别传统的减材制造，拥抱精准成型。本书将深入解析各种增材制造技术在生物材料成型中的应用，包括熔融沉积（FDM）、立体光固化（SLA）、数字光处理（DLP）、选择性激光烧结（SLS）以及更为先进的喷墨打印、双光子聚合等。我们将详细介绍不同打印技术对材料特性、打印精度、成型速度以及打印后处理的影响。重点将放在如何利用这些技术，根据个体化的解剖结构和病理需求，精确设计和制造具有复杂几何形状、多孔结构和梯度功能的生物支架。例如，如何通过多材料打印技术，在同一支架中集成不同功能的区域，以模拟不同组织层位的特性；如何通过调控打印参数，实现微观结构的精确控制，从而影响细胞的行为。 2.2 微流控技术与细胞行为的精细操控： 微流控技术以其对微量流体的高效控制能力，为研究细胞行为提供了前所未有的平台。本书将探讨微流控芯片在细胞培养、药物筛选、组织模拟以及细胞行为研究中的应用。我们将展示如何通过微流控通道的设计，模拟体内复杂的微环境，如血流动力学、化学梯度，从而精准调控细胞的迁移、分化、增殖和相互作用。例如，如何构建微流控模型，模拟肿瘤微环境，研究癌细胞的侵袭转移机制；如何利用微流控技术，实现高效的单细胞分离与培养，为个体化治疗提供支持。 2.3 生物反应器与组织工程的规模化生产： 将实验室的成果转化为临床应用，离不开先进的生物反应器技术。本节将聚焦于各种类型的生物反应器（如灌注式、振荡式、挤压式）在细胞培养、组织生长和功能化方面的应用。我们将深入探讨生物反应器如何提供最佳的培养环境，包括营养供给、氧气交换、机械刺激等，以促进细胞存活、增殖和分化，最终形成具有生理功能的组织。特别地，我们将关注如何通过优化反应器设计和操作参数，实现复杂三维组织（如血管化组织、肌肉组织）的规模化生产。 2.4 智能材料与自修复技术： 生命的韧性在于其强大的自我修复能力。本书将介绍具有自修复功能的新型智能材料，以及它们在提高植入物耐久性、延长器件使用寿命方面的巨大潜力。我们将探讨不同自修复机制，如微胶囊诱导修复、动态化学键修复、形状记忆效应修复等，以及如何将这些机制应用于生物材料设计。例如，如何设计具有愈合能力的聚合物支架，在损伤后能够自我修复，维持其结构完整性和功能；如何开发能够响应体内环境变化，并主动进行修复的智能材料。 第三篇：应用前沿——跨越医学界限的创新实践 理论与技术的融合，最终服务于临床，造福人类。本篇将聚焦于生物材料与工程技术在各个医学领域的创新应用，展现它们如何突破传统医学的界限，开启治疗新篇章。 3.1 组织工程的突破性进展： 从简单的细胞培养到复杂器官的构建，组织工程正以前所未有的速度发展。本书将涵盖骨、软骨、皮肤、神经、心血管、肝脏等多种组织的工程化策略。我们将深入分析不同组织器官的解剖结构、生理功能和病理机制，并结合生物材料、细胞技术和工程方法，探讨构建功能性替代组织的关键挑战与解决方案。例如，如何利用多孔支架和生长因子，诱导成骨细胞分化，修复骨缺损；如何构建三维心脏组织模型，用于药物筛选和疾病研究；如何利用神经支架和神经干细胞，促进神经损伤的修复。 3.2 药物递送系统的精密化与靶向化： 提升药物疗效，降低副作用，是药物递送系统的核心目标。本书将详细介绍基于新型生物材料的药物递送系统，包括纳米载体、微球、水凝胶等。我们将聚焦于如何通过材料设计和制剂工艺，实现药物的控释、缓释，以及对特定靶点的精准递送。例如，如何设计pH敏感性纳米粒，在肿瘤微酸性环境中释放药物；如何利用表面修饰技术，使药物载体特异性地结合到癌细胞表面；如何开发可注射水凝胶，在体内原位形成凝胶，实现长期药物释放。 3.3 生物传感器与诊断技术的革新： 早期、精准的诊断是有效治疗的前提。本书将探讨生物传感器在疾病早期检测、生理参数监测以及生物标志物分析中的应用。我们将介绍基于生物材料、纳米材料和微电子技术的各类生物传感器，如电化学传感器、荧光传感器、表面等离子体共振传感器等。重点将放在如何提高传感器的灵敏度、特异性和响应速度，以及如何将其集成到便携式、可穿戴设备中，实现实时监测。 3.4 骨科与创伤修复的未来展望： 骨骼与创伤的修复是生物材料与工程技术最直接的应用领域之一。本书将深入探讨新型生物材料和先进工程技术在骨缺损修复、骨折愈合、关节置换、韧带和肌腱修复等方面的最新进展。我们将关注如何通过仿生支架设计，模拟天然骨组织的结构和性能，促进骨再生；如何开发具有抗菌功能和促进血管化的材料，加速创伤愈合。 3.5 其他新兴应用领域： 除了上述主要应用领域，本书还将触及生物材料与工程技术在眼科、口腔科、心血管介入治疗、再生医学等其他新兴领域的创新应用，展现其广泛的应用前景和跨学科的融合潜力。 结语： 本书不仅仅是对现有技术的罗列，更是对未来医学发展方向的深刻洞察与前瞻性思考。我们相信，通过对生物材料的精妙设计与工程技术的智慧运用，人类将能够更好地应对疾病挑战，重塑生命健康，实现更美好的未来。本书旨在为研究人员、工程师、临床医生以及所有对生物医学前沿领域感兴趣的读者，提供一个全面、深入且富有启发的知识平台。

评分☆☆☆☆☆

这部作品似乎是一扇通往未来医疗技术大门的钥匙，其书名“激光快速成型骨支架进展”本身就充满了吸引力。我被其承诺的“进展”所吸引，这意味着它不会仅仅停留在基础理论的层面，而是会深入探讨当前该领域最前沿的研究成果和技术突破。作为一名对再生医学和增材制造交叉领域抱有极大兴趣的学生，我特别关注那些能够解答“如何将实验室的创新转化为临床应用的挑战”的书籍。我期待这本书能够详细阐述不同激光快速成型技术（例如，选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）、立体光刻（SLA）等）在制造生物相容性、可降解性骨支架材料（如PCL、PLA、HA/TCP等）时的具体工艺参数优化，以及这些参数对最终支架微观结构、力学性能和生物活性的影响。此外，我希望书中能够涵盖最新的支架设计理念，比如仿生结构、梯度设计以及多孔结构的精细调控，以更好地模拟人体骨组织的自然形态和功能。当然，对于支架的生物安全性评估、体内外生物相容性测试，以及其在骨缺损修复中的临床应用前景和潜在的局限性，我也希望能有深入的探讨。这本书将是我深入理解这一前沿技术的重要参考。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够 bridging science and application 的书籍深感着迷，而“激光快速成型骨支架进展”这个书名恰好点燃了我内心的探索欲。它暗示了一种将尖端制造技术与关键医疗需求相结合的创新路径。作为一个对生物材料科学和医学工程交叉领域充满热情的科研人员，我迫切想知道这本书是否能够提供关于激光快速成型技术在实现高度定制化骨支架方面的最新进展。我期待它能够深入解析不同激光技术的优劣势，以及它们如何被用于加工各种生物惰性或生物活性材料，以制造出具有复杂三维结构的骨支架。尤其让我感兴趣的是，书中是否会详细阐述如何通过精确控制激光参数来调控支架的孔隙率、孔径分布、表面粗糙度以及纤维取向等微观特征，这些特征对于细胞的黏附、增殖、迁移以及血管化过程至关重要。此外，关于如何将生长因子、干细胞等生物活性物质整合到激光成型的支架中，以增强其骨再生能力，以及相关的体内外评价方法和挑战，我也希望能有详尽的介绍。这本书在我看来，无疑是探索精准医疗在骨骼修复领域应用的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

对于任何渴望了解未来医疗技术发展方向的人来说，“激光快速成型骨支架进展”这本书，光是标题就足以激起浓厚的兴趣。它勾勒出一幅融合了尖端制造工艺与生命科学前沿的图景。作为一名对生物医学工程领域，尤其是组织工程与再生医学充满热情的研究者，我最期待的是，这本书能够深入剖析激光快速成型技术在制造功能性骨支架方面的核心优势和最新突破。我希望它能够详细介绍不同类型的激光器（如光纤激光器、CO2激光器等）和成型工艺（如选择性激光烧结、选择性激光熔化、多光子聚合等）在制备具有精确微观结构和特定孔隙率梯度的骨支架时的应用策略。此外，对于材料的选择，例如生物可降解聚合物、陶瓷材料，甚至金属材料，以及如何通过激光技术实现这些材料的优化处理和复合，我也非常期待有深入的探讨。更重要的是，我希望书中能包含关于如何通过激光成型技术实现支架的表面改性、药物缓释功能以及与活体组织更优的整合，以促进骨再生和功能恢复的最新研究进展。这本书对我而言，将是理解和推动骨再生领域技术革新的重要驱动力。

评分☆☆☆☆☆

一本真正能够引领我进入激光快速成型骨支架领域奥秘的读物，我迫不及待地想翻开它。这本书的题目就带着一种前瞻性和技术感，"激光快速成型"这几个字眼立刻勾勒出了精密、高效的制造过程，而"骨支架"则直接指向了医学领域，特别是骨科再生医学的尖端研究。作为一名对生物材料和3D打印技术融合应用充满好奇的读者，我期待这本书能以一种清晰易懂的方式，为我解析激光快速成型技术在制造定制化、生物相容性骨支架方面的独特优势。它是否能够深入剖析不同类型的激光技术（如SLS、SLM等）在骨支架制造中的具体应用，以及它们在材料选择、工艺参数设置、微观结构控制等方面的差异？更重要的是，我希望这本书能够提供关于如何设计具有复杂几何形状和梯度孔隙结构的骨支架的指导，这些结构对于模拟天然骨组织的力学性能和促进细胞迁移、增殖、分化至关重要。同时，我也非常关注书中所探讨的生物活性涂层、生长因子负载等生物功能化策略，这些如何能够提升支架的骨诱导和骨传导能力，加速骨缺损的修复。我希望这本书能成为我探索这一激动人心领域的入门指南，为我打开通往创新骨再生解决方案的大门。

评分☆☆☆☆☆

翻阅一本关于“激光快速成型骨支架进展”的书，这本身就充满了对未来医疗科技的无限遐想。作为一名在生物材料领域深耕多年的科研人员，我时刻关注着那些能够引领行业变革的创新技术，而激光快速成型无疑是其中一颗冉冉升起的新星。我期待这本书能够为我提供关于该技术在骨支架制造方面最前沿的理论指导和实践经验。书中是否能够详尽地阐述不同激光技术的工艺原理，并对比它们在材料兼容性、精度控制、成型速度以及成本效益等方面的优势和局限性？我特别关注如何利用激光快速成型技术实现对支架微观结构的精确调控，例如孔隙大小、连通性、表面粗糙度以及梯度设计，这些都直接影响到细胞的附着、增殖、分化以及血管的生成。同时，对于如何在激光成型的支架中整合生物活性因子、生长因子或干细胞，以增强其骨诱导和骨传导能力，从而加速骨缺损的修复，我也希望能有深入的见解和最新的研究进展。这本书，我预感将成为我探索并推动骨再生技术发展的一部重要参考。