具体描述
《生物医用材料学》系统地介绍了生物医用材料的基本概念、分类、结构、性能、加工、体外和体内生物相容性等，包括金属生物医用材料、无机非金属生物医用材料、高分子生物医用材料、生物医用复合材料、生物医用材料的表面改性、组织工程相关生物医用材料、纳米生物医药材料、仿生材料等内容。
《生物医用材料学》可作为材料与工程学科和生物医学工程学科的本科生和研究生教材，也可作为从事生物材料研发、医疗器械设计与制造等工作的科技人员的参考书。
《材料的力量：塑造未来的生命科技》 内容简介： 在人类追求健康与长寿的漫漫征途中，材料扮演着至关重要的角色。从古老的骨骼替代到现代的基因工程载体，材料的每一次飞跃都深刻地改变着我们理解和干预生命的能力。《材料的力量：塑造未来的生命科技》并非一本深奥难懂的教科书，而是一部引人入胜的探索之旅，它将带您穿越材料科学的迷人世界，揭示那些支撑、修复、增强乃至重塑生命的奇妙物质。 本书将从一个宏观的视角出发，审视材料在生命科学与医学领域所激发的深刻变革。我们不仅仅关注“是什么”，更深入探究“为什么”和“如何”，剖析不同种类材料的独特属性如何被巧妙地应用于解决棘手的生物医学难题。它将为您揭示，那些看似冰冷坚硬的金属、柔韧多变的聚合物、精巧复杂的陶瓷，以及前沿的纳米材料，是如何在生命体内部默默工作，恢复健康，提升生活品质。 第一章：生命的基石——生物相容性材料的奥秘 本章将深入探讨“生物相容性”这一核心概念，它如同生命科学与材料科学之间的桥梁，决定了材料能否在人体内安全、有效地发挥作用。我们将追溯历史，从最早的象牙、金属植入物，到如今高度先进的钛合金、生物陶瓷，分析它们在生物体内的反应机制。您将了解到，生物相容性并非一个简单的“有”或“无”的定义，而是涉及材料表面特性、力学性能、化学稳定性以及与人体免疫系统、细胞和组织相互作用的复杂考量。 金属的韧性与抗腐蚀： 钛、不锈钢、钴铬合金等金属材料，因其优异的机械强度、耐磨损性和良好的抗腐蚀性，在骨科植入物（如人工关节、牙种植体）和心血管支架中扮演着不可或缺的角色。我们将解析它们的合金成分如何优化，以及表面处理技术（如喷砂、阳极氧化）如何改善与骨骼和软组织的结合。 聚合物的多样性与可塑性： 从简单的医用硅胶，到复杂的生物可降解聚合物，聚合物以其多样的结构和可调控的性能，在药物缓释系统、组织工程支架、导管、隐形眼镜等领域大放异彩。本章将重点介绍聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）等生物可降解聚合物，它们在体内被分解为无害物质的特性，如何为组织再生提供动态支持。 陶瓷的硬度与惰性： 氧化铝、氧化锆、磷酸钙等陶瓷材料，以其极高的硬度、耐磨性和优异的生物惰性，成为人工牙齿、骨水泥以及高级骨替代材料的理想选择。我们将探讨它们的晶体结构如何影响其力学性能，以及如何通过改性来增强其与骨组织的骨整合能力。 天然材料的智慧： 除此之外，本书还将目光投向天然材料，如胶原蛋白、壳聚糖、海藻酸钠等，它们源于生物体，本身就具有良好的生物相容性和生物活性。我们将介绍如何利用这些天然材料的优势，开发出更符合生理需求的生物医学产品。 第二章：生命的修复者——组织工程与再生医学的材料革命 组织工程与再生医学是材料科学最激动人心的前沿领域之一，其核心目标是利用材料构建三维支架，引导细胞生长、分化，最终再生出功能性组织或器官。本章将带您深入了解这一革命性的技术，以及材料在其中扮演的“骨架”和“信号”角色。 三维支架的设计理念： 理想的组织工程支架需要具备合适的孔隙率、力学性能、生物活性以及降解速率，以模拟细胞外基质（ECM）的复杂环境。我们将探讨不同成型技术（如静电纺丝、3D打印、冻干法）如何制造出具有特定微观结构的支架。 细胞的“家”与“食谱”： 材料表面修饰是引导细胞行为的关键。本章将介绍如何通过涂覆生物活性分子（如生长因子、细胞粘附肽）来促进细胞的定植、增殖和分化。您还将了解到，材料本身也可以释放特定的信号，主动调控细胞的命运。 从实验室到临床的挑战： 尽管前景光明，组织工程与再生医学仍面临诸多挑战，如血管化、免疫排斥、规模化生产等。本书将讨论材料科学家们如何通过创新材料设计和组合策略，来克服这些障碍。 器官芯片与类器官： 随着材料科学的进步，体外模拟人体的“器官芯片”和“类器官”模型应运而生。这些微流控设备中的精巧材料构建，为药物筛选、疾病研究提供了前所未有的平台。 第三章：生命的赋能者——药物递送与智能响应材料 药物递送系统是现代医学不可或缺的一部分，而材料科学的介入，使得药物的释放更加精准、高效、安全。本章将聚焦于各种智能化的材料，它们能够根据体内的特定信号（如pH、温度、酶）或外部刺激（如磁场、超声波）来控制药物的释放，从而实现靶向治疗，减少副作用。 纳米载体的微观世界： 纳米颗粒、脂质体、聚合物胶束等纳米载体，凭借其小尺寸和高表面积，能够有效包载药物，并将其递送到病灶部位。我们将解析这些纳米材料的构筑原理，以及它们如何实现药物的保护和靶向释放。 智能响应性聚合物： 某些聚合物能够感知环境变化，并作出相应响应。例如，pH敏感性聚合物在肿瘤酸性微环境中崩解释放药物；温度敏感性聚合物则能在体温升高时改变构象，释放载药。 主动靶向策略： 除了被动地利用尺寸效应，我们还可以通过在材料表面修饰特异性识别分子（如抗体、适配体），实现对癌细胞、炎症区域等靶点的精确识别和药物递送。 基因递送的挑战与机遇： 基因治疗是极具潜力的下一代疗法，但如何安全有效地将基因导入细胞是关键。本章将介绍聚合物纳米粒子、脂质体等在基因递送方面的应用，以及它们在克服生物屏障方面的作用。 第四章：生命的守护者——生物传感与诊断材料 疾病的早期发现和精确诊断是有效治疗的前提。生物传感与诊断材料的发展，极大地提升了医学诊断的灵敏度、特异性和便捷性。本章将探讨各类先进材料如何被设计用于检测生物分子、细胞信号，甚至宏观的生理参数。 高灵敏度生物传感器： 从电化学传感器到光学传感器，材料的表面改性、微纳结构的构建，都能显著提高对目标分析物（如血糖、心肌标志物、病原体DNA）的检测能力。 微流控芯片与即时诊断（POCT）： 微流控技术将复杂的实验室检测过程集成到微小的芯片上，结合先进的传感材料，实现了快速、多重、低成本的即时诊断。 影像学造影剂的材料学基础： 磁共振成像（MRI）、计算机断层扫描（CT）等医学影像技术，依赖于特殊的造影剂来增强组织对比度。本章将介绍这些造影剂的材料构成，以及它们在提高诊断准确性方面的作用。 可穿戴与植入式传感器： 随着物联网技术的发展，可穿戴和植入式传感器正成为健康监测的新趋势。硅基电子、柔性电子材料等在这些领域的应用，使得连续、无创的生理参数监测成为可能。 第五章：未来的展望——材料与生命科学的融合前沿 科技的进步永无止境，材料科学与生命科学的融合也正朝着更深远的方向发展。《材料的力量：塑造未来的生命科技》的最后一章，将带领读者一同展望未来。 人工智能与材料设计： 人工智能（AI）正在加速新材料的发现和设计过程，通过机器学习算法预测材料性能，优化合成路线，极大地提高了研发效率。 仿生材料与智能响应： 借鉴自然界生物体的精妙结构和功能，设计出具有自修复、自适应、能量收集等能力的仿生材料，将为生物医学带来更多可能性。 个性化医疗与定制材料： 随着基因组学和精准医学的发展，未来医学将更加强调个体化治疗。定制化的生物材料，能够根据患者的基因信息、疾病特征进行精确设计，实现前所未有的治疗效果。 可持续性与环境友好型材料： 在追求健康的同时，我们也必须关注环境的可持续性。开发可降解、可回收、低毒性的生物医学材料，将是未来发展的重要方向。 《材料的力量：塑造未来的生命科技》是一部关于希望、创新与进步的故事。它描绘了材料如何从简单的工具，演变为生命科学研究与临床实践中不可或缺的伙伴。本书旨在激发读者对材料科学的兴趣，理解材料在推动生命科技发展中的核心作用，并对未来医疗的美好图景充满期待。无论您是学生、研究人员、医务工作者，还是对生命科学充满好奇的普通读者，本书都将为您打开一扇通往材料与生命科学奇妙融合世界的大门。
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