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出版者:

作者:Jenkins, Mike (EDT)

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:

价格:299.95

装帧:

isbn号码:9781420044515

丛书系列:

图书标签:

• Biomedical Materials
• Polymers
• Biomedicine
• Tissue Engineering
• Drug Delivery
• Biocompatibility
• Polymer Chemistry
• Medical Devices
• Biomaterials
• Nanomaterials

生物医学材料的革新：高分子材料在医疗领域的应用新趋势 图书简介 本书深入探讨了生物医学高分子材料领域的前沿进展与未来发展方向，旨在为研究人员、工程师以及临床医生提供一个全面、深入的知识平台。我们着重分析了新一代功能化高分子材料在生物医学应用中的突破性进展，特别是其在组织工程、药物递送系统、植入式医疗器械以及生物传感器等关键领域的作用。 第一部分：生物医学高分子材料的基础与设计原理 本部分首先回顾了生物医学高分子材料的基本分类与理化性质，包括可降解聚合物、生物相容性聚合物以及智能响应型高分子。我们详尽阐述了材料的结构-性能关系，重点分析了材料的机械性能、生物降解速率以及与体内微环境的相互作用机制。 1.1 生物相容性与生物活性：材料选择的核心考量 材料的生物相容性是其在体内长期应用的基础。本书详细介绍了评估生物相容性的标准和方法，包括细胞毒性测试、炎症反应评估以及慢性炎症反应的长期监测。在此基础上，我们进一步讨论了如何通过表面改性技术（如PEG化、蛋白质偶联）来优化材料的生物活性，使其更好地与宿主组织整合。 1.2 结构设计与机械性能的匹配 在组织工程领域，材料的机械性能必须与目标组织的力学环境相匹配。本书系统性地介绍了合成与修饰高分子材料以实现特定力学性能的方法，例如通过交联密度调控实现弹性模量的精确控制，以及引入纳米填料增强复合材料的韧性和强度。我们特别关注了用于心血管支架和骨替代材料的高分子体系。 1.3 刺激响应性高分子：实现智能调控 智能高分子材料是本领域的研究热点。本书系统介绍了基于pH、温度、光照或生物分子（如酶）刺激而改变构象或释放负载物的响应性高分子系统。深入分析了这些材料在实现靶向药物释放和动态生物界面调控中的应用潜力。 第二部分：先进药物递送系统（DDS）中的高分子创新 药物递送系统的效率和安全性是现代医学面临的重大挑战。本部分专注于高分子在构建新型DDS中的核心作用。 2.1 纳米载体系统：粒径、稳定性和靶向性 我们详尽介绍了高分子纳米粒（如胶束、纳米球和聚合物囊泡）的设计原理、自组装行为及其在血液循环中的稳定性。重点探讨了主动靶向策略，包括使用配体介导的细胞表面受体结合，以及利用增强渗透和滞留效应（EPR）实现肿瘤部位的富集。 2.2 可控释放机制与体内代谢 高效的药物递送要求药物在特定时间点、特定部位释放。本书对比了各种可控释放机制，包括水解、酶解和还原敏感性释放。我们还分析了高分子载体在体内的降解产物毒性和清除路径，确保系统的整体安全性。 2.3 基因治疗与核酸递送载体 在基因治疗领域，高分子材料是递送DNA、RNA或siRNA的关键载体。本书讨论了阳离子聚合物和聚电解质复合物（PEC）在保护核酸免受核酸酶降解和促进细胞内吞方面的应用，并分析了影响转染效率的关键因素。 第三部分：组织工程与再生医学的高分子支架 高分子支架是构建功能性组织和器官的关键平台。本部分聚焦于如何利用高分子材料模拟细胞外基质（ECM）的复杂结构和功能。 3.1 结构控制与三维打印技术 为了重建复杂组织结构，需要精确控制支架的孔隙率、孔径分布和三维拓扑结构。本书详细介绍了利用静电纺丝、相分离和新兴的3D生物打印技术（如熔融沉积、光固化）来制造具有各向异性或梯度结构的支架。 3.2 信号分子集成与细胞行为调控 支架的功能性不仅在于机械支撑，更在于其传递生物信号的能力。我们讨论了如何通过共价偶联或物理吸附的方式将生长因子、细胞粘附肽段（如RGD序列）负载于高分子基质中，以指导干细胞的命运决定、增殖和分化。 3.3 特定组织修复中的支架应用案例 本部分提供了多个具体的应用案例，包括：用于软骨修复的仿生水凝胶支架、用于神经再生的导向性高分子纤维束，以及用于心肌修复的导电高分子基质。每种应用都强调了材料选择与特定生理环境匹配的重要性。 第四部分：植入式器械与生物传感器的未来 高分子材料在植入式电子设备和实时生理监测系统中展现出巨大潜力。 4.1 植入式医疗器械的长期稳定性与抗生物膜形成 用于植入器械（如导管、人工关节衬垫）的高分子材料必须具备卓越的长期耐用性和抗生物膜形成能力。本书分析了表面微纳结构、亲/疏水性调控对抗细菌粘附的影响，并介绍了抗菌高分子涂层的设计策略。 4.2 生物可降解植入物与临时支撑 对于需要最终被人体吸收的植入物（如可吸收缝线、骨钉），聚酯类（如PLGA）的降解动力学至关重要。我们探讨了如何精确控制这些材料的分子量和共聚物比例，以匹配其在体内支撑特定时间的需求。 4.3 柔性电子与可穿戴生物传感器 柔性、可拉伸的高分子是新一代生物传感器的基石。本书阐述了如何将导电聚合物或复合材料集成到柔性基底上，用于实时监测血糖、乳酸或心电信号。重点分析了材料在动态形变下保持电化学性能和生物识别元件稳定性的技术挑战。 结论与展望 本书最后总结了当前生物医学高分子材料领域的主要挑战，包括长期体内安全性的验证、复杂多功能的集成化设计，以及规模化、标准化生产的可行性。展望未来，高分子材料将朝着生物启发、自修复和多尺度集成化的方向发展，为实现个性化精准医疗提供坚实的基础。

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