目 錄第1章 緒論1
1.1 生物材料的定義1
1.2 生物材料的發(fā)展歷程1
1.3 生物材料學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)4
1.4 生物材料中水的作用5
1.4.1 水的溶解性質(zhì)5
1.4.2 疏水效應(yīng)7
1.4.3 親水效應(yīng)8
1.4.4 表面浸潤(rùn)效應(yīng)9
1.4.5 水和生物對(duì)于材料的反應(yīng)11
1.5 生物材料相關(guān)學(xué)科12
1.5.1 組織工程與再生醫(yī)學(xué)12
1.5.2 生物材料與人工器官14
1.6 生物材料的應(yīng)用現(xiàn)狀14
參考文獻(xiàn)17

第2章 生物大分子20
2.1 概述20
2.2 蛋白質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu) 21
2.2.1 蛋白質(zhì)的成分21
2.2.2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)23
2.3 幾種蛋白質(zhì)26
2.3.1 膠原26
2.3.2 絲素蛋白29
2.3.3 彈性蛋白33
2.4 多糖34
2.4.1 纖維素及其衍生物34
2.4.2 幾丁質(zhì)35
2.4.3 卡拉膠 36
2.4.4 海藻酸鈉37
2.4.5 氨基聚糖與蛋白聚糖39
2.5 糖蛋白42
參考文獻(xiàn)43

生物材料概論目 錄第3章 生物礦化作用及生物礦化機(jī)制47
3.1 生物礦化概述47
3.2 天然生物礦物的種類49
3.2.1 碳酸鈣50
3.2.2 磷酸鈣58
3.3 幾種天然生物礦物61
3.3.1 貝殼61
3.3.2 珍珠71
3.3.3 魚耳石74
3.3.4 鴕鳥(niǎo)蛋殼76
3.3.5 骨77
3.3.6 牙83
3.4 異常生物礦化84
3.4.1 泌尿系結(jié)石84
3.4.2 心血管系統(tǒng)異常鈣化85
3.4.3 牙的病理礦化88
3.5 生物礦化的基本原理和過(guò)程89
3.6 有機(jī)基質(zhì)在礦物形核及生長(zhǎng)中的作用90
參考文獻(xiàn)93

第4章 組織和器官99
4.1 組織99
4.1.1 組織的構(gòu)成99
4.1.2 基本組織102
4.1.3 結(jié)締組織--骨104
4.2 器官113
4.2.1 器官的構(gòu)成113
4.2.2 器官中的細(xì)胞再生115
4.2.3 器官中的細(xì)胞通訊116
4.2.4 器官的病理學(xué)116
4.2.5 肝臟器官117
參考文獻(xiàn)118

第5章 細(xì)胞與材料的相互作用120
5.1 蛋白質(zhì)在生物材料表面的吸附120
5.1.1 與吸附相關(guān)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能121
5.1.2 材料表面性質(zhì)對(duì)蛋白質(zhì)吸附的影響122
5.1.3 蛋白質(zhì)吸附過(guò)程123
5.1.4 蛋白質(zhì)吸附研究方法124
5.1.5 蛋白質(zhì)吸附的Vroman效應(yīng)124
5.1.6 蛋白質(zhì)脫附126
5.2 細(xì)胞與材料的相互作用126
5.2.1 細(xì)胞表面與粘附分子127
5.2.2 細(xì)胞與材料的界面反應(yīng)128
5.2.3 細(xì)胞遷移132
5.2.4 細(xì)胞繁殖134
5.2.5 生長(zhǎng)因子135
參考文獻(xiàn)140

第6章 生物醫(yī)用材料143
6.1 金屬143
6.1.1 金屬植入物的制備過(guò)程143
6.1.2 金屬植入物的微觀結(jié)構(gòu)與性質(zhì)146
6.2 聚合物155
6.2.1 均聚物155
6.2.2 共聚物158
6.3 智能高分子159
6.3.1 溶液中的智能高分子161
6.3.2 溶液中的智能高分子-蛋白質(zhì)結(jié)合物162
6.3.3 材料表面上的智能高分子163
6.3.4 與蛋白質(zhì)特定位點(diǎn)生物配對(duì)的智能高分子材料164
6.3.5 智能高分子凝膠165
6.3.6 對(duì)生物刺激敏感的智能凝膠167
6.4 水凝膠167
6.4.1 水凝膠的分類與基本結(jié)構(gòu)168
6.4.2 一些重要生物醫(yī)用和藥用水凝膠的性質(zhì)170
6.5 生物可吸收與生物可侵蝕材料171
6.5.1 種類171
6.5.2 目前可用的可降解聚合物172
6.5.3 可降解材料的儲(chǔ)存、消毒和包裝177
6.6 陶瓷、玻璃、玻璃-陶瓷177
6.6.1 陶瓷材料-生物組織界面177
6.6.2 可吸收磷酸鈣180
6.7 醫(yī)用纖維和紡織品181
6.7.1 生物醫(yī)用纖維182
6.7.2 電紡絲方法制備生物醫(yī)用纖維184
6.7.3 其他方法制備生物纖維187
6.7.4 織物的檢測(cè)和評(píng)價(jià)189
6.7.5 纖維和織物的應(yīng)用189
6.8 復(fù)合材料192
6.8.1 增強(qiáng)材料193
6.8.2 基體材料194
參考文獻(xiàn)196

第7章 生物醫(yī)用材料表面性質(zhì)與改性200
7.1 材料表面性能200
7.1.1 表面的基本概念200
7.1.2 表面不規(guī)則性201
7.1.3 表面多孔性202
7.1.4 表面參數(shù)202
7.2 材料表面分析技術(shù)203
7.2.1 表面分析技術(shù)概述204
7.2.2 接觸角測(cè)定205
7.2.3 電子能譜化學(xué)分析206
7.2.4 二次離子質(zhì)譜分析（SIMS) 208
7.2.5 掃描電子顯微鏡211
7.2.6 紅外光譜學(xué)212
7.2.7 掃描隧道顯微學(xué)、原子力顯微學(xué)和掃描探針顯微學(xué)213
7.2.8 表面分析新方法217
7.3 生物醫(yī)用材料表面改性219
7.3.1 生物醫(yī)用材料表面改性的基本原理222
7.3.2 生物材料表面改性方法223
7.3.3 材料表面的等離子體處理226
7.4 常用生物材料表面改性方法227
7.4.1 仿生法化學(xué)改性227
7.4.2 硅烷化231
7.4.3 離子注入232
7.4.4 Langmuir-Blodgett(LB)膜沉積233
7.4.5 自組裝單層膜（SAM) 233
7.4.6 表面改性添加劑（SMA) 235
7.4.7 鈍化處理236
7.4.8 帕利靈（聚對(duì)二甲苯）涂層236
7.4.9 激光涂覆237
7.5 材料表面固定生物分子237
7.5.1 表面修飾圖案238
7.5.2 固定化生物分子及應(yīng)用238
7.5.3 固定細(xì)胞配位體240
7.5.4 材料表面固定分子的方法240
參考文獻(xiàn)245

第8章 材料的生物相容性248
8.1 概述248
8.2 生物相容性概念和分類249
8.2.1 血液相容性250
8.2.2 組織相容性257
8.3 材料反應(yīng)263
8.3.1 膨脹與浸析264
8.3.2 腐蝕與溶解266
8.3.3 蛋白質(zhì)吸附與生物相容性270
8.4 宿主反應(yīng)272
8.4.1 免疫反應(yīng)273
8.4.2 全身反應(yīng)280
參考文獻(xiàn)284

第9章 生物材料的檢測(cè)與評(píng)價(jià)288
9.1 概述288
9.2 生物相容性的評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法289
9.2.1 生物安全性原則289
9.2.2 生物功能性原則291
9.3 生物相容性的體外評(píng)估292
9.3.1 基本概念292
9.3.2 細(xì)胞培養(yǎng)方法293
9.3.3 細(xì)胞和組織分析技術(shù)297
9.3.4 臨床應(yīng)用301
9.3.5 新的研究方向301
9.4 生物相容性的體內(nèi)評(píng)價(jià)301
9.4.1 體內(nèi)評(píng)價(jià)的必要性301
9.4.2 移植場(chǎng)所303
9.4.3 結(jié)締組織--骨和骨骼肌軟組織304
9.4.4 結(jié)締組織--皮下組織305
9.4.5 肌肉305
9.4.6 上皮組織305
9.4.7 神經(jīng)306
9.4.8 外科手術(shù)方案和植入物的選擇306
9.4.9 組織反應(yīng)的控制307
9.4.10 組織反應(yīng)的評(píng)價(jià)307
9.4.11 組織學(xué)與組織化學(xué)308
9.4.12 免疫組織化學(xué)309
9.4.13 透射電子顯微術(shù)310
9.4.14 掃描電子顯微術(shù)311
9.4.15 生物化學(xué)311
9.4.16 機(jī)械性能測(cè)試311
9.4.17 組織反應(yīng)可接受性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)312
9.5 血液-材料相互作用的測(cè)試312
9.5.1 凝血過(guò)程與凝血途徑312
9.5.2 血栓形成315
9.5.3 血液-材料相互作用評(píng)價(jià)317
9.5.4 裝置的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)319
參考文獻(xiàn)321

第10章 材料在生物環(huán)境中的降解325
10.1 概述325
10.2 聚合物材料在生物環(huán)境中的降解325
10.2.1 影響聚合物降解的因素325
10.2.2 聚合物在生物環(huán)境中降解機(jī)理的探討330
10.3 金屬材料在生物環(huán)境中的降解337
10.3.1 金屬材料在生物環(huán)境中的腐蝕339
10.4 陶瓷材料在生物環(huán)境中的降解344
參考文獻(xiàn)345

第11章 組織工程348
11.1 組織工程概述348
11.2 骨組織工程351
11.3 肝組織工程360
11.3.1 肝組織工程支架材料361
11.3.2 肝組織工程的種子細(xì)胞362
11.3.3 生長(zhǎng)和分化因子363
11.4 組織工程在其他方面的臨床實(shí)踐364
11.4.1 皮膚364
11.4.2 角膜366
11.4.3 神經(jīng)系統(tǒng)366
11.4.4 胰腺367
11.4.5 血管368
11.4.6 心臟瓣膜369
參考文獻(xiàn)370

第12章 仿生制備生物材料373
12.1 仿生制備的基本原理374
12.1.1 成分和結(jié)構(gòu)仿生374
12.1.2 過(guò)程和加工仿生374
12.1.3 功能和性能仿生375
12.2 生物礦化材料的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)375
12.2.1 珍珠的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)376
12.2.2 斑馬魚脊椎骨的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)376
12.2.3 象牙的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)378
12.2.4 人牙釉的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)379
12.2.5 魚耳石的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)380
12.3 合成碳酸鈣晶體的晶型及形貌控制383
12.3.1 Mg離子作為添加劑384
12.3.2 有機(jī)小分子作為添加劑385
12.3.3 生物大分子作為添加劑386
12.3.4 貝殼中提取蛋白質(zhì)的體外模擬礦化388
12.3.5 耳石中提取蛋白質(zhì)的體外模擬礦化391
12.4 微印法（micro-printing）實(shí)現(xiàn)結(jié)晶位點(diǎn)控制398
12.5 采用過(guò)程仿生方法制備磷酸鈣涂層399
參考文獻(xiàn)400
第6章 生物醫(yī)用材料143
6.1 金屬143
6.1.1 金屬植入物的制備過(guò)程143
6.1.2 金屬植入物的微觀結(jié)構(gòu)與性質(zhì)146
6.2 聚合物156
6.2.1 均聚物156
6.2.2 共聚物158
6.3 智能高分子159
6.3.1 溶液中的智能高分子161
6.3.2 溶液中的智能高分子-蛋白質(zhì)結(jié)合物163
6.3.3 材料表面上的智能高分子164
6.3.4 與蛋白質(zhì)特定位點(diǎn)生物配對(duì)的智能高分子材料164
6.3.5 智能高分子凝膠166
6.3.6 對(duì)生物刺激敏感的智能凝膠167
6.4 水凝膠168
6.4.1 水凝膠的分類與基本結(jié)構(gòu)168
6.4.2 一些重要生物醫(yī)用和藥用水凝膠的性質(zhì)171
6.5 生物可吸收與生物可侵蝕材料171
6.5.1 種類172
6.5.2 目前可用的可降解聚合物173
6.5.3 可降解材料的儲(chǔ)存、消毒和包裝178
6.6 陶瓷、玻璃、玻璃-陶瓷178
6.6.1 陶瓷材料-生物組織界面178
6.6.2 可吸收磷酸鈣181
6.7 醫(yī)用纖維和紡織品182
6.7.1 生物醫(yī)用纖維183
6.7.2 電紡絲方法制備生物醫(yī)用纖維185
6.7.3 其他方法制備生物纖維188
6.7.4 織物的檢測(cè)和評(píng)價(jià)190
6.7.5 纖維和織物的應(yīng)用190
6.8 復(fù)合材料193
6.8.1 增強(qiáng)材料194
6.8.2 基體材料195
參考文獻(xiàn)197

第7章 生物醫(yī)用材料表面性質(zhì)與改性201
7.1 材料表面性能201
7.1.1 表面的基本概念201
7.1.2 表面不規(guī)則性202
7.1.3 表面多孔性203
7.1.4 表面參數(shù)203
7.2 材料表面分析技術(shù)204
7.2.1 表面分析技術(shù)概述205
7.2.2 接觸角測(cè)定206
7.2.3 電子能譜化學(xué)分析207
7.2.4 二次離子質(zhì)譜分析（SIMS) 209
7.2.5 掃描電子顯微鏡212
7.2.6 紅外光譜學(xué)213
7.2.7 掃描隧道顯微學(xué)、原子力顯微學(xué)和掃描探針顯微學(xué)214
7.2.8 表面分析新方法218
7.3 生物醫(yī)用材料表面改性220
7.3.1 生物醫(yī)用材料表面改性的基本原理223
7.3.2 生物材料表面改性方法224
7.3.3 材料表面的等離子體處理227
7.4 常用生物材料表面改性方法228
7.4.1 仿生法化學(xué)改性228
7.4.2 硅烷化232
7.4.3 離子注入233
7.4.4 Langmuir-Blodgett(LB)膜沉積234
7.4.5 自組裝單層膜（SAM) 234
7.4.6 表面改性添加劑（SMA) 236
7.4.7 鈍化處理237
7.4.8 帕利靈（聚對(duì)二甲苯）涂層237
7.4.9 激光涂敷238
7.5 材料表面固定生物分子238
7.5.1 表面修飾圖案239
7.5.2 固定化生物分子及應(yīng)用239
7.5.3 固定細(xì)胞配位體241
7.5.4 材料表面固定分子的方法241
參考文獻(xiàn)246

第8章 材料的生物相容性249
8.1 概述249
8.2 生物相容性概念和分類250
8.2.1 血液相容性251
8.2.2 組織相容性258
8.3 材料反應(yīng)264
8.3.1 膨脹與浸析265
8.3.2 腐蝕與溶解267
8.3.3 蛋白質(zhì)吸附與生物相容性271
8.4 宿主反應(yīng)273
8.4.1 免疫反應(yīng)274
8.4.2 全身反應(yīng)281
參考文獻(xiàn)285

第9章 生物材料的檢測(cè)與評(píng)價(jià)289
9.1 概述289
9.2 生物相容性的評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法290
9.2.1 生物安全性原則290
9.2.2 生物功能性原則292
9.3 生物相容性的體外評(píng)估293
9.3.1 基本概念293
9.3.2 細(xì)胞培養(yǎng)方法294
9.3.3 細(xì)胞和組織分析技術(shù)298
9.3.4 臨床應(yīng)用302
9.3.5 新的研究方向302
9.4 生物相容性的體內(nèi)評(píng)價(jià)302
9.4.1 體內(nèi)評(píng)價(jià)的必要性302
9.4.2 移植場(chǎng)所304
9.4.3 結(jié)締組織--骨和骨骼肌軟組織305
9.4.4 結(jié)締組織--皮下組織306
9.4.5 肌肉306
9.4.6 上皮組織306
9.4.7 神經(jīng)307
9.4.8 外科手術(shù)方案和植入物的選擇307
9.4.9 組織反應(yīng)的控制308
9.4.10 組織反應(yīng)的評(píng)價(jià)308
9.4.11 組織學(xué)與組織化學(xué)309
9.4.12 免疫組織化學(xué)310
9.4.13 透射電子顯微術(shù)311
9.4.14 掃描電子顯微術(shù)312
9.4.15 生物化學(xué)312
9.4.16 機(jī)械性能測(cè)試312
9.4.17 組織反應(yīng)可接受性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)313
9.5 血液-材料相互作用的測(cè)試313
9.5.1 凝血過(guò)程與凝血途徑313
9.5.2 血栓形成316
9.5.3 血液-材料相互作用評(píng)價(jià)318
9.5.4 裝置的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)320
參考文獻(xiàn)322

第10章 材料在生物環(huán)境中的降解326
10.1 概述326
10.2 聚合物材料在生物環(huán)境中的降解326
10.2.1 影響聚合物降解的因素326
10.2.2 聚合物在生物環(huán)境中降解機(jī)理的探討331
10.3 金屬材料在生物環(huán)境中的降解338
10.3.1 金屬材料在生物環(huán)境中的腐蝕340
10.4 陶瓷材料在生物環(huán)境中的降解345
參考文獻(xiàn)346

第11章 組織工程349
11.1 組織工程概述349
11.2 骨組織工程352
11.3 肝組織工程361
11.3.1 肝組織工程支架材料362
11.3.2 肝組織工程的種子細(xì)胞363
11.3.3 生長(zhǎng)和分化因子364
11.4 組織工程在其他方面的臨床實(shí)踐365
11.4.1 皮膚365
11.4.2 角膜367
11.4.3 神經(jīng)系統(tǒng)367
11.4.4 胰腺368
11.4.5 血管369
11.4.6 心臟瓣膜370
參考文獻(xiàn)371

第12章 仿生制備生物材料374
12.1 仿生制備的基本原理375
12.1.1 成分和結(jié)構(gòu)仿生375
12.1.2 過(guò)程和加工仿生375
12.1.3 功能和性能仿生376
12.2 生物礦化材料的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)376
12.2.1 珍珠的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)377
12.2.2 斑馬魚脊椎骨的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)377
12.2.3 象牙的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)379
12.2.4 人牙釉的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)380
12.2.5 魚耳石的自組裝分級(jí)結(jié)構(gòu)381
12.3 合成碳酸鈣晶體的晶型及形貌控制384
12.3.1 Mg離子作為添加劑385
12.3.2 有機(jī)小分子作為添加劑386
12.3.3 生物大分子作為添加劑387
12.3.4 貝殼中提取蛋白質(zhì)的體外模擬礦化389
12.3.5 耳石中提取蛋白質(zhì)的體外模擬礦化392
12.4 微印法（micro-printing）實(shí)現(xiàn)結(jié)晶位點(diǎn)控制399
12.5 采用過(guò)程仿生方法制備磷酸鈣涂層400
參考文獻(xiàn)401