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出版者:Amer Academy of Orthopaedic

作者:Einhorn, T., M.d. (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2007-3

价格:$ 254.25

装帧:Pap

isbn号码:9780892033607

丛书系列:

图书标签:

• 骨科
• 基础科学
• 解剖学
• 生理学
• 生物力学
• 组织学
• 病理学
• 影像学
• 生物材料
• 运动医学

运动医学与生物力学：重建与恢复的科学基础 一部聚焦于人体运动系统深层机制、损伤修复与功能重建的权威著作 作者简介： 本书汇集了全球顶尖的骨科医生、生物力学家、材料科学家和运动生理学家，他们凭借数十年的临床经验和前沿研究成果，共同构建了这部全面深入的学术专著。作者团队致力于弥合基础科学研究与临床实践之间的鸿沟，确保书中所述的原理和技术均具有高度的科学严谨性和实际应用价值。 本书概述： 《运动医学与生物力学：重建与恢复的科学基础》并非一本传统的骨科教科书，它避开了对常见疾病的简单罗列和治疗方案的描述，而是将焦点精确地对准了人体运动系统的功能、力学、材料特性以及修复过程的内在机制。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在为读者提供一个坚实的理论框架，以理解为何特定的生物力学负荷会导致损伤，以及如何通过先进的生物学和工程学手段实现最优化、最持久的组织修复与功能重建。 本书被设计为进阶读物，面向研究生、专科住院医师、运动医学研究人员以及生物工程领域的专业人士。它要求读者具备一定的解剖学和基础生理学知识，以便更好地吸收书中关于复杂力学模型和分子生物学调控的深度内容。 核心内容模块深度解析： 本书共分为五大部分，每一部分都深入探讨了运动系统研究中的关键领域： 第一部分：生物力学基础与组织响应 本部分是全书的基石，详细阐述了活体组织在不同载荷条件下的力学行为。 1. 软组织（肌腱、韧带、软骨）的粘弹性与流变学： 深入探讨了时间依赖性对组织应力松弛和蠕变的影响。我们分析了不同纤维排列模式（如螺旋结构和层状结构）如何决定了组织在拉伸、压缩和剪切载荷下的刚度（Stiffness）和弹性模量（Elastic Modulus）。重点解析了如何使用有限元分析（FEA）建立精确的体外和体内力学模型，预测微观结构损伤的临界阈值。 2. 骨骼的皮质与松质力学： 区分了皮质骨在抗弯曲和抗扭转方面的作用，并细致描绘了松质骨中类骨（Osteoid）矿化过程中的力学效应。本章特别关注了爬行负荷（Creep loading） 和疲劳断裂（Fatigue failure） 在微小应力累积中的作用，这对理解应力性骨折的发生机制至关重要。 3. 生物界面力学（Bone-Implant Interface）： 阐述了骨小梁与植入物表面之间的接触应力分布。详细分析了粗糙度、表面涂层（如羟基磷灰石梯度）对初始固定（Primary Fixation）和长期生物固定的影响。我们采用先进的原子力显微镜（AFM）数据来校准接触力模型，预测松动（Loosening）的起始点。 第二部分：关节软骨的分子生物学与生物工程 本部分聚焦于关节健康的核心——软骨，并探讨了当前再生医学的瓶颈。 1. 软骨细胞外基质（ECM）的动态平衡： 详细考察了聚集蛋白聚糖（Aggrecan）和II型胶原纤维网络如何共同维持软骨的抗压能力。内容涉及不同生长因子（如TGF-$eta$家族、BMPs）对软骨细胞分化和ECM合成的精确剂量效应，以及基质金属蛋白酶（MMPs） 在病理性降解中的分子开关作用。 2. 粘滞性流体动力学在关节中的作用： 解释了滑液（Synovial Fluid）的剪切稀化特性如何保护软骨免受高频冲击。我们通过计算流体力学（CFD）模拟了关节运动轨迹对润滑膜厚度和剪切应力的影响，这是理解骨关节炎早期机制的关键。 3. 组织工程支架的设计与优化： 深入讨论了生物相容性聚合物（如PLLA、PLGA）和天然支架（如脱细胞基质）在构建具有孔隙率梯度和生物活性位点的三维结构中的应用。重点评估了支架的机械降解速率与新组织生成速率之间的同步性要求。 第三部分：肌腱与韧带的愈合动力学 本部分剖析了纤维连接组织在损伤后的复杂修复路径，强调了生物学时间点与机械刺激的匹配。 1. 损伤后炎症反应的调控： 细致描述了急性炎症期内巨噬细胞（Macrophage）表型（M1/M2）的转换，以及它们如何影响随后的增殖期和重塑期。着重分析了特定细胞因子（如IL-10, TGF-$eta$3）在控制瘢痕组织形成中的拮抗作用。 2. 成纤维细胞的定向迁移与分化： 探讨了如何通过生物物理信号（如基质刚度变化和张力梯度）来引导受损肌腱内的成纤维细胞向更具功能的腱样细胞（Tenocyte-like）表型发展，避免形成无功能的纤维化组织。 3. 生物学增强修复策略： 比较了富血小板血浆（PRP）、干细胞移植（MSC）在体外预处理（Pre-conditioning）后的疗效差异。重点是机械预处理（Mechanical Preconditioning） 如何通过激活细胞内信号通路（如MAPK通路），使移植的细胞或组织在植入后的高应力环境中存活率更高。 第四部分：骨修复与骨整合的先进技术 本部分超越了单纯的骨移植，聚焦于通过生物反应器和先进材料实现的骨缺损重建。 1. 活性骨替代材料的离子释放动力学： 分析了磷酸钙陶瓷（TCP/HA）溶解速率与新生骨矿化速率的匹配关系。研究了生物活性玻璃（Bioactive Glass）中硅酸盐和钙离子的释放如何局部诱导骨形态发生蛋白（BMPs）的表达。 2. 体内生物反应器概念： 介绍了一种新型的“内生性支架”技术，通过局部注射可注射水凝胶，在缺损部位构建临时的、可控的微环境，引导内源性干细胞向成骨方向分化。该章节详细阐述了水凝胶降解动力学对血管生成（Angiogenesis）的关键性影响。 3. 骨小梁重塑的Wolff定律的现代诠释： 基于高级影像技术（如高分辨率微CT），量化了负重和非负重区域内骨小梁的重建方向和厚度变化，揭示了“结构重塑” 远比简单的“体积增加”更为重要。 第五部分：运动功能评估与恢复的生物力学指标 本部分将基础知识应用于临床评估，强调客观、量化的恢复标准。 1. 步态分析的动力学参数解读： 不仅关注关节角度，更深入分析地面反作用力（GRF）的瞬时峰值（Impulse Peak）、力矢量方向角（Directional Angle of Force Vector） 与特定损伤（如ACL重建术后）的关联性。 2. 肌电信号（EMG）与协同/拮抗肌募集模式： 探讨了不同代偿模式（Compensatory Patterns）的生物力学成本。例如，慢性踝关节不稳患者中，腓骨长/短肌的激活时序延迟如何导致足部过度旋前，从而增加膝关节的内翻负荷。 3. 康复训练的剂量反应： 基于组织愈合的生物学窗口，构建了“机械刺激剂量”模型，指导康复师何时可以安全地增加训练强度，避免因过度负荷导致修复组织退化。 本书的独特价值： 《运动医学与生物力学：重建与恢复的科学基础》摒弃了对临床经验的简单总结，转而深入挖掘“为什么”。它为读者提供了理解组织损伤和修复过程的跨学科工具箱，包括先进的计算建模技术、材料科学知识和分子生物学调控原理。阅读本书将使专业人士能够从第一性原理出发，设计出更具前瞻性、更个性化的运动系统损伤的预防、治疗和功能恢复策略。

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我一直对骨骼的代谢和内分泌调控方面感到困惑，这本书的这部分内容简直就是我的救星。它深入浅出地讲解了钙、磷等矿物质在骨骼中的代谢过程，以及甲状旁腺激素、降钙素、维生素D等激素在维持骨骼稳态中的重要作用。书中对骨质疏松症、佝偻病等骨骼代谢性疾病的发病机制进行了详细的阐述，让我能够从根本上理解这些疾病的发生原因。它还讨论了运动、营养等因素对骨骼健康的影响，以及如何在生活中采取措施来促进骨骼健康。我尤其欣赏书中对不同激素作用机制的细致描绘，以及它们之间相互作用的网络。这些信息让我对如何更好地维护骨骼健康有了更科学的认知，也让我对未来可能出现的骨骼疾病治疗方向有了更清晰的认识。总的来说，这本书为我打开了一个全新的视角，让我能够更全面地理解骨骼在全身健康中的关键作用。

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作为一名对骨科影像学感兴趣的初学者，这本书为我提供了绝佳的理论基础。它详细阐述了骨骼在X光、CT和MRI成像下的不同表现，以及这些影像学特征背后所代表的病理生理机制。例如，对于骨质疏松症，书中不仅解释了其细胞分子基础，还详细描述了在影像上如何识别骨密度下降、皮质骨变薄等征象。对于骨折，它更是细致地分析了不同类型骨折的影像学特点，以及如何通过影像来评估骨折的稳定性。书中还讨论了关节退行性疾病如骨关节炎的影像学表现，以及这些表现与软骨磨损、骨赘形成之间的关联。这种将基础科学知识与临床影像学诊断紧密结合的方式，极大地提升了我对影像学学习的兴趣和理解深度。我感觉自己现在看X光片，不再仅仅是看到一个模糊的黑白图像，而是能够联想到其背后的骨骼结构、细胞活动和可能的病变过程。

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这本书的结构设计非常精巧，循序渐进，让学习过程变得更加顺畅。它没有上来就讲晦涩难懂的理论，而是从最基础的骨骼细胞类型和功能开始介绍，然后逐渐过渡到骨骼的矿化过程，再到骨骼的微观结构和宏观形态。对于软骨的组成和在关节中的作用，也有非常细致的讲解，包括不同类型的软骨以及它们在关节退化中的变化。书中还花了大量的篇幅介绍骨骼的修复和再生机制，比如骨折愈合的各个阶段，以及干细胞在骨骼修复中的潜在作用。这部分内容让我觉得非常振奋，因为它展现了骨科领域在未来治疗方面的巨大潜力。而且，书中对很多生物化学和分子生物学的基础知识都有提及，并且解释得很清晰，即使我对这方面不是特别熟悉，也能很好地跟上。我特别喜欢它在描述细胞信号通路时，用了很多清晰的图示，让复杂的分子互动变得一目了然。

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我一直对运动医学里的生物力学部分特别好奇，这本书在这方面简直是宝藏。它从力学基本原理讲起，然后深入到人体骨骼和关节在不同运动状态下的受力情况。比如，跑步时膝关节承受的冲击力是多少，跳跃时股骨的应力分布如何，这些在书里都有详细的分析和图解。书中的模型和公式虽然严谨，但讲解得非常透彻，让我能够理解为什么某些动作会增加特定关节的负担，为什么某些损伤会在特定的受力模式下发生。它还讨论了材料科学在骨科器械设计中的应用，比如不同合金的生物相容性和力学性能，以及如何根据骨骼的特性来设计人工关节和内固定材料。这种跨学科的视角让我看到了骨科领域的前沿发展，也让我对如何预防运动损伤有了更科学的认识。读完之后，我感觉自己对运动时身体的反应有了更深刻的理解，也能更好地分析运动损伤的发生机制。

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这本书实在是太全面了，感觉就像把骨科的整个基础知识体系都浓缩进去了。从最基本的细胞和分子生物学原理，到骨骼的生长发育、成骨细胞和破骨细胞的微妙平衡，再到软骨、韧带、肌腱的构成和功能，几乎涵盖了所有我想深入了解的领域。书中对各种生物力学概念的讲解也非常清晰，无论是应力、应变，还是骨骼的生物力学特性，都能用非常直观的方式解释清楚，让我这个非专业人士也能够理解。而且，它不仅仅是理论的堆砌，还穿插了很多临床应用的例子，比如骨折愈合的原理如何指导临床治疗，关节退化的分子机制如何解释某些疾病的发病原因。这种理论与实践相结合的方式，让我觉得学习起来既有深度又不乏趣味性。我尤其喜欢它对一些复杂概念的细致阐述，比如骨髓微环境在骨骼健康和疾病中的作用，以及免疫系统如何影响骨骼的重塑。总的来说，这本书为我提供了一个非常扎实的骨科基础知识框架，让我对这个学科有了更宏观和深入的认识。

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