内容简介
本书包括两部分内容,其中第1~7章为生物材料部分,主要介绍了生物医用材料的特点、要求、结构与性能、评价方法及其在医学中的应用,分别就医用金属、医用陶瓷、医用高分子材料、生物材料表面改性和纳米生物材料进行了详细论述:第8~13章为组织工程部分,首先介绍了组织工程三要素,重点论述了细胞分子生物学、组织工程化皮肤、骨组织工程以及肌腱和韧带组织工程。本书在系统性、科学性的基础上力求反映相关方面新的研究进展。
本书是教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材,可作为材料科学与工程和生物医学工程专业本科生和研究生学习用书,也可供从事相关专业的科技人员、教师和学生使用。
内页插图
目录
前言
第1章 绪论
1.1 生物材料发展背景
1.2 生物材料的分类
1.3 生物材料的使用性能
1.4 生物材料与组织工程学
参考文献
第2章 生物相容性及生物学评价
2.1 人体生理环境
2.2 生物相容性概念和原理
2.3 生物相容性分类
2.3.1 组织相容性
2.3.2 血液相容性
2.4 材料在生物体内的反应
2.4.1 膨胀与浸析
2.4.2 腐蚀与溶解
2.4.3 生物分子与材料表面的反应
2.4.4 高分子材料的水解与降解
2.5 宿主反应
2.5.1 伤口愈合过程
2.5.2 免疫反应与补体系统
2.5.3 全身反应
2.5.4 材料与肿瘤的产生
2.5.5 植入感染
2.6 植入物的病理学反应
2.7 生物材料的生物相容性评价
2.7.1 生物学评价项目的选择
2.7.2 生物学评价与新材料研究
2.7.3 生物学评价试验方法及特点
2,8生物相容性研究及评价展望
参考文献
第3章 医用金属材料
3.1 概述
3.2 医用金属材料的特性与要求
3.2.1 金属材料的生物相容性
3.2.2 金属材料的机械性能
3.2.3 金属材料的腐蚀性能
3.3 常用医用金属材料
3.3.1 不锈钢
3.3.2 钴基合金
3.3.3 钛和钛合金
3.3.4 齿科用金属
3.3.5 其他金属
3.4 医用金属材料的腐蚀
3.4.1 腐蚀的机理
3.4.2 生理腐蚀
3.4.3 常用金属材料的耐腐蚀性能
3.5 金属与合金表面涂层处理
3.5.1 物理化学方法
3.5.2 形态学方法
3.5.3 生物化学方法
3.6 医用金属材料研究进展
3.6.1 医用镁及镁合金材料的研究
3.6.2 多孔医用金属材料研究
3.6.3 常用金属植入材料的发展
3.7 结语
参考文献
第4章 医用陶瓷材料
4.1 概述
4.2 陶瓷结构与性能的关系
4.2.1 陶瓷的结构
4.2.2 陶瓷的物理性能
4.3 磷酸钙陶瓷
4.3.1 概述
4.3.2 羟基磷灰石
4.3.3 磷酸三钙
4.4 生物活性玻璃与生物微晶玻璃
4.4.1 生物活性玻璃的结构和特性
4.4.2 生物玻璃的活性
4.4.3 常见的生物活性玻璃
4.4.4 展望
4.5 其他生物陶瓷
4.5.1 氧化铝生物陶瓷
4.5.2 氧化锆生物陶瓷
4.6 陶瓷材料的增韧强化
4.6.1 增韧机制
4.6.2 展望
4.7 陶瓷基生物医用复合材料
4.7.1 概述
4.7.2 生物陶瓷与陶瓷复合材料
4.7.3 生物陶瓷与高分子复合材料
4.7.4 生物陶瓷复合材料的展望
参考文献
……
第5章 医用高分子材料
第6章 生物材料表面改性
第7章 纳米生物材料
第8章 组织工程学概述
第9章 细胞分子生物学
第10章组织工程化皮肤
第11章 骨组织工程
第12章 肌腱和韧带组织工程
第13章 其他组织工程化组织
前言/序言
生物材料是用于生物系统疾病的诊断、治疗、修复或置换生物体病损组织与器官,增进或重建其功能的一类天然及人工合成的医用功能材料。
随着材料科学与医学的发展,生物医用材料已用作除大脑和一些内分泌器官外所有人工器官的代用品。随着人们生活水平的提高,关爱生命、提高生命质量已成为人类的广泛共识,人们对生物医用材料及其制品的需求也越来越高。近年来,全球生物医用材料及其制品的产值以每年5%~8%的速度增长,2005年的产值约为2100亿美元,是药品产值的7/10,而且比值还在增大。生物材料将成为21世纪经济的支柱性产业。
生物材料是材料科学研究中最活跃的领域之一,近十年来发展迅速,其研究涉及材料学、医学、化学与物理学及生命科学等学科。本书是作者在多年来从事生物材料教学与相关研究基础上,参考国内外相关教材、论文与论著的最新研究成果编著而成。本书主要包括生物相容性及生物学评价、医用金属材料、医用陶瓷材料、医用高分子材料、生物材料表面改性、纳米生物材料、组织工程学、细胞分子生物学、组织工程化皮肤、骨组织工程、肌腱和韧带组织工程和其他组织工程化组织等内容。本书作为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,在编写过程中努力体现以下特色:①内容尽可能全面和系统。全书从传统的医用金属、医用陶瓷材料等到近年来得到迅速发展的纳米生物材料和组织工程,力图囊括生物材料的基本知识和基本概念。②紧跟学科研究前沿。尽可能介绍所涉及的国内外相关研究成果与动态,并附有参考文献以利于读者追踪。③生物材料作为材料科学的一个重要分支,本书在生物材料制备、组织结构、性能及其在生物医学中应用以及相互关系等方面尽可能进行详细论述。全书力求通俗易懂并具有资料可查阅性和实用性。本书可作为大、中专院校材料科学与生物医学工程等相关专业学生和研究生教学用书,也可供从事相关工作的企事业单位技术人员、研究人员参考阅读。
本书由南京理工大学熊党生教授编著,课题组博士研究生马如银、熊华超、熊磊和颜廷亭及硕士研究生金加波和彭艳参加了本书的编写。
在编著过程中,作者参考和引用了一些国内外相关作者的论文、著作和成果,在此表示衷心感谢。感谢东南大学材料学院董寅生教授对本书部分章节安排提出的宝贵意见。感谢王天驰、黄洁雯和高亚丽博士对本书部分章节进行的认真校对。感谢国家自然科学基金(50575106、50975145)对作者从事相关研究的资助,本书也是基金资助的成果之一。
由于作者水平有限,书中难免有不足之处,敬请广大读者批评指正。
好的,这是一份关于一本假想的、与“生物材料与组织工程”教材主题相似但内容完全不同的图书的详细简介。为了避免任何与您提供的原书名相关的联想,我将构思一本关于“古代天文观测与历法制定”的深度学术专著。 --- 远古星轨的解码:先秦至汉代中国天文观测技术与历法构建研究 图书类型: 专著 / 学术史料研究 预计字数: 约 1500 字 导言:时间、空间与文明的交汇点 本书深入探究了中国古代文明早期,人类如何通过对夜空的系统性观察,构建起对时间流逝的认知框架,并最终演化为影响社会运作、农业生产乃至国家祭祀的核心机制——历法。我们聚焦于先秦至汉代这一关键的历史时期,这是一个天文学从神学巫术色彩逐渐剥离,迈向精密数学描述的转型期。本书并非对天文现象的罗列,而是对支撑这些观测背后的仪器、方法论、知识传承体系以及社会政治权力如何嵌入历法构建过程的全面考察。 第一部分:观测的物质基础——古代天文仪器的演进与应用 本部分着重于早期天文观测所需的物质载体。古代观测精度严重依赖于仪器的设计和制造水平。 第一章:地平观测的基石:圭表系统 详细分析了“圭”和“表”在确定冬至、夏至等关键节气中的作用。我们将复原和比较战国时期如邯郸、洛阳等地出土或文献记载的圭表尺寸数据,通过现代几何学模型,测算当时实际可达到的日晷计时精度极限。特别探讨了“晷影”与“晷长”之间的转换关系在早期历法推算中的数学逻辑。 第二章:浑天模型的物质化:浑象、浑天仪与赤道坐标系的确立 本书将对比托勒密时代的浑天仪概念与中国古代的浑天说。重点剖析落下闳、张衡等先驱者对浑天仪的改进,特别是如何通过调整仪器的倾角和刻度,实现从地平坐标系到赤道坐标系的有效转化。我们将详细解读《汉书·律历志》中对“晷、璣、衡、简”的描述,并结合考古发现的青铜或木制模型残件,尝试重构其操作流程,分析其在确定恒星位置和黄道倾角上的贡献。 第三章:简牍与竹筹:数据记录与校准的介质革命 在没有精确纸张的时代,数据的记录和传递至关重要。本章考察了竹简、木牍在记录日常观测数据(如月食、日食发生时间、五星运行位置)中的载体特性。通过对出土“数术简牍”的符号学分析,揭示了早期天文学家如何使用特定的筹码系统来处理分数和周期性的计算。 第二部分:时间周期的数学化——历法核心要素的推导 本书的核心在于解析中国古代历法是如何从漫长观察中提炼出可预测的数学模型。 第四章:阴阳相合的困境:太阴月与回归年的测定 探讨了早期历法设计中,如何协调“朔望月”(月相周期)和“回归年”(太阳周年周期)之间的内在矛盾。详细分析了“闰月”设置的演变,从早期的经验性增置到春秋战国时期《太史箴》所代表的更精密的计算尝试。对比分析了“十九年七闰法”的理论基础与实际误差。 第五章:五星运行的预测:儒略历与中国古代的周期计算 着重于对金、木、水、火、土五大行星运行的追踪。不同于西方使用复杂的本轮均轮模型,中国早期历法依赖于“会、元、运、世”的宏大周期概念。本章通过对汉代天文官邸档案的重建,展示他们如何使用“朒差”、“出入”等概念来修正五星的视运动,并构建出能够预测重大星象的周期表。 第六章:节气与授时:历法对农业和礼仪的指导 历法不仅是科学,更是政治工具。本章分析了“二十四节气”的建立过程,以及它们如何与农业生产周期(耕、耘、收)紧密结合。同时,探讨了历法颁行中的“改元”现象,阐释了皇帝通过“颁正朔”来宣示“君权神授”合法性的政治逻辑。 第三部分:知识的传承与制度化——天文官署的兴衰 本部分将研究天文知识是如何被组织、教育和垄断的。 第七章:太史令与钦天监的前身:官署中的知识生产 考察秦汉帝国中央政府中设立的专门天文机构的职能与人员构成。分析了天文官僚体系的选拔标准——通常要求精通律学、数学和占卜。对比了石申、甘德等战国私学与国家机构之间的知识交流与竞争关系。 第八章:占星术与律历学的耦合:权力中心的知识焦虑 尽管存在理性化的观测努力,但占星术在汉代仍是主流。本章探讨了“图谶”文化如何渗透到历法制定中,以及天文学家如何平衡对精确计算的需求与对满足统治者“灾异占验”需求的压力。重点剖析了刘向、扬雄等士人阶层对当时历法科学性的批判与反思。 结语:失落的精确性与后世的遗产 本书最终总结了先秦至汉代天文历法对后世(如唐宋的更为复杂的平朔方法)产生的深远影响。它揭示了在缺乏先进数学工具的条件下,古代中国先驱者们如何凭借敏锐的观察和精巧的机械设计,为人类文明留下了最宝贵的时间坐标。这份遗产,是人类理性精神早期征服宇宙秩序的伟大见证。 --- 本书特色: 跨学科整合: 融合了考古学、历史学、数学史和工程学视角。 方法论重建: 尝试通过现代视角反向推导古代观测与计算的实际步骤。 政治权力剖析: 深入探讨了历法在古代权力结构中的核心地位。