NanoScience in Biomedicine pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Shi, Donglu 编

出品人:

页数:711

译者:

出版时间:

价格:$ 236.17

装帧:

isbn号码:9783540496601

丛书系列:

图书标签:

纳米科学
生物医学
纳米技术
生物材料
药物递送
纳米医学
生物传感器
诊断
治疗
医学工程

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具体描述

NanoScience in Biomedicine provides up-to-date information in the frontier fields of nano biomedicine focusing on basic concepts and recent developments in many topical areas including particular nanomaterials synthesis, field emission of carbon nanotubes, flexible dye-sensitized nano-porous films, magnetic nanofluids, and intrinsically electroconducting nanoparticles. Novel methods of synthesizing nanoscale biomaterials and their applications in biomedicine are also included such as nano-sized materials for drug delivery, bioactive molecules for regenerative medicine, nanoscale mechanisms for assembly of biomaterials, and nanostructured materials constructed from polypeptides. This book is organized in three parts: Part I introduces most recent developments in all aspects of design, synthesis, properties, and applications of nanoscale biomaterials. Part II focuses on novel nanotechnologies in biomedicine. Part III includes some of the new developments of nanomaterialsa (TM) synthesis and recent studies on nanostructure-properties relationships. The book comprehensively addresses the most critical issues in a tutorial manner so that technical non-specialists and students in both biomedical sciences and engineering will be able to benefit. All chapters are contributed by internationally recognized scholars. Dr. Donglu Shi is a professor at the Chemical and Materials Engineering Department, University of Cincinnati, USA.

跨越尺度：先进材料在生命科学中的前沿应用图书简介本书深入探讨了纳米科学、材料科学与生物医学交叉领域的前沿研究，重点关注如何利用先进的材料技术来解决当前生物医学领域面临的复杂挑战。全书内容涵盖了从基础的纳米材料设计到其在疾病诊断、治疗、再生医学和药物递送系统中的实际应用。第一部分：纳米尺度下的材料设计与表征本部分聚焦于构建新型生物活性材料的基础科学。首先，我们将详细介绍不同类型的纳米材料，包括但不限于量子点、金纳米颗粒、碳基纳米材料（如石墨烯和碳纳米管）以及各种聚合物纳米颗粒和脂质体。我们不仅会分析它们的物理化学特性，如尺寸效应、表面电荷和光学响应，还将阐述如何通过表面功能化技术（如共价偶联、静电吸附和生物分子锚定）来调控这些材料的生物相容性和靶向能力。关键内容包括：尺寸效应与生物相互作用：探讨纳米尺度对材料与细胞、组织甚至分子层面相互作用的影响，特别是表面积体积比和曲率如何改变材料的毒理学和药代动力学特征。智能响应性材料（Smart Materials）：深入解析对外部刺激（如pH值、温度、光照、磁场或还原电位）敏感的材料系统。这些材料能够实现“按需”释放活性物质或改变其物理形态，为精确控制生物过程提供了工具。先进表征技术：介绍用于解析纳米材料在复杂生物环境中的行为的关键分析工具，包括高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）、原子力显微镜（AFM）、动态光散射（DLS）以及先进的光谱学方法。第二部分：高精度生物传感与分子诊断本部分着重阐述如何将纳米材料的独特物理特性转化为高灵敏度、高特异性的生物传感器，用于早期疾病的分子诊断。我们将系统梳理基于等离激元共振、荧光增强/猝灭以及电化学信号放大的传感策略。重点章节涵盖：等离激元生物传感：详细介绍金和银纳米结构在表面等离激元共振（SPR）和表面增强拉曼散射（SERS）中的应用。讨论如何利用这些技术实现对低浓度生物标志物的快速、无标记检测，尤其是在即时检验（Point-of-Care Testing, POCT）设备中的集成方案。量子点和纳米晶体的光学应用：探讨具有窄发射光谱和高光稳定性的量子点如何作为下一代荧光探针，用于活细胞成像、高通量筛选以及多重标志物的同步检测。微流控与集成系统：结合纳米技术与微流控芯片技术，构建“芯片上的实验室”（Lab-on-a-Chip）。讨论如何实现样本的自动化处理、信号的实时采集和数据的快速分析，以期推动床旁诊断的普及。第三部分：靶向药物递送与精准治疗本部分是全书的理论与实践核心，聚焦于克服传统药物输送的局限性，实现药物在体内的精准分配和控制释放。详细内容包括：主动与被动靶向策略：区分被动靶向（如增强渗透和滞留效应，EPR）与主动靶向（通过表面配体如抗体、适体或小分子与肿瘤细胞表面的特异性受体结合）。分析如何设计具有多级靶向能力的纳米载体。多功能载体系统：介绍集成诊断与治疗（Theranostics）的纳米系统。这些系统能够同时提供成像指导和治疗干预，实现治疗效果的实时监控和剂量调整。讨论载体设计如何平衡载药量、稳定性与生物安全性。基因与核酸药物递送：专门探讨脂质纳米粒（LNP）、聚合物胶束和无机纳米颗粒在递送siRNA、mRNA或CRISPR/Cas9系统中的挑战与进展。重点分析了如何设计阳离子材料以有效保护核酸并促进其进入细胞质。第四部分：再生医学与组织工程中的先进支架本部分将视角转向组织修复与再生。材料不再仅仅是载体，而是直接参与调控细胞命运和组织重塑的活性组件。核心议题包括：生物活性支架设计：阐述如何利用电纺技术、3D生物打印和自组装技术构建具有仿生微结构的支架。讨论纳米纤维的形态、孔隙率以及表面化学对细胞附着、增殖和分化的影响。机械信号传导：深入分析材料的力学特性（如刚度、弹性模量）如何通过整合素和细胞骨架影响干细胞向特定谱系的分化（如成骨、成神经或成软骨细胞）。生物相容性与体内降解：讨论用于组织工程的植入材料的长期稳定性、生物降解速率的精确控制以及降解产物的生物安全性评估。第五部分：挑战、监管与未来展望本书的最后部分着眼于从实验室成果走向临床转化的实际障碍，并展望未来的研究方向。探讨内容包括：体内命运与毒理学：全面审视纳米材料在体循环中的清除机制（网状内皮系统摄取）、长期生物安全性问题以及潜在的纳米毒性评估方法。规模化生产与质量控制：讨论将复杂的纳米制剂从毫克级放大到公斤级所需的工程学挑战，以及如何建立严格的批次间质量控制标准。监管路径与伦理考量：分析当前全球主要监管机构（如FDA、EMA）对纳米药物和医疗器械的审批框架，以及在临床应用中必须考虑的伦理和社会影响。本书面向材料科学、生物工程、药学及临床医学领域的研究人员、博士后以及高年级本科生，旨在提供一个跨学科的、深入且严谨的知识体系，以应对和推动生物医学领域的下一波技术革命。