生物材料的生物相容性

　　本书为“生物材料科学与工程丛书”之一。生物医学材料生物相容性是指生命体组织与非生命材料交互影响而产生合乎要求响应的性能，是贯穿生物医学材料研究的主题。本书以生物医学材料与机体的表面界面行为以及植入材料释放物与机体成分的相互作用与应答为主线，系统介绍生物医学材料在生理环境下的材料反应与宿主反应，重点分析生物医学材料血液反应、组织反应和免疫反应产生的机制及对机体的影响。为便于读者理解和掌握，全书分九章从生物医学材料应用的生理环境、材料在体内的物质释放与代谢、材料表面蛋白质吸附与细胞黏附、材料导致的凝血与溶血、材料的毒性及免疫反应作用原理、分子信号异常激活等角度进行分析与阐述，既强调内容的基础性与规范性，更注重对**研究成果的吸收和介绍，以期对生物材料的生物相容性进行深入的理解。

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目录
总序
前言
第1章　生物材料的生物相容性概述　1
1.1　生物医学材料概述　1
1.1.1　生物医学材料定义　1
1.1.2　生物医学材料分类　2
1.1.3　生物医学材料应用　7
1.2　生物医学材料应用的生理环境　10
1.2.1　细胞与细胞内液　10
1.2.2　血液与组织间隙液　13
1.3　生物医学材料基本性能要求　15
1.3.1　生物医学材料的生物功能性　15
1.3.2　生物医学材料的生物相容性　16
1.4　生物医学材料宿主反应概述　18
1.4.1　血液反应　19
1.4.2　组织反应　20
1.4.3　免疫反应　20
参考文献　21
第2章　生物材料的表面界面行为　23
2.1　材料表面结构与表面性质　23
2.1.1　固体表面结构　24
2.1.2　固体表面性质　29
2.1.3　固体表面间力　35
2.2　材料表面吸附与界面黏附　38
2.2.1　吸附现象与吸附类型　38
2.2.2　固体表面吸附理论　39
2.2.3　固液吸附与固固黏附　42
2.3　生物材料表面特征与界面行为　44
2.3.1　材料表面性能与生物相容性　44
2.3.2　材料表面特征及生物学意义　45
参考文献　48
第3章　植入材料在生理环境中的物质释放　49
3.1　生物材料体内降解及物质释放机制　49
3.1.1　金属材料的腐蚀与磨损　50
3.1.2　无机材料的溶解与降解　52
3.1.3　高分子材料的降解途径　53
3.2　生物材料降解的影响因素　55
3.2.1　生理环境因素　55
3.2.2　材料属性因素　57
3.3　典型植入材料在生理环境中的降解　61
3.3.1　典型金属生物材料的体内磨损与腐蚀行为　61
3.3.2　典型无机生物材料的体内溶解与离子交换　65
3.3.3　典型医用高分子材料在生理环境中的降解　67
3.3.4　生理环境中复合生物医学材料的降解行为　75
3.4　植入材料释放物在体内的代谢　77
3.4.1　机体正常识别物质的体内代谢行为　77
3.4.2　非机体必须溶出物的体内代谢行为　82
参考文献　85
第4章　生物材料表面对血浆蛋白的吸附　87
4.1　材料表面的蛋白质吸附过程　87
4.1.1　单一蛋白质吸附　88
4.1.2　蛋白质竞争吸附　89
4.2　材料表面蛋白质吸附的影响因素　90
4.2.1　材料表面性质对蛋白质吸附的影响　91
4.2.2　蛋白质性质对材料表面吸附的影响　95
4.3　材料表面蛋白质吸附的研究方法　96
4.3.1　常用的研究方法　96
4.3.2　蛋白质组学分析　97
4.3.3　分子模拟　99
4.4　蛋白质吸附对材料生物相容性的影响　101
4.4.1　蛋白质吸附对细胞黏附和生长的影响　101
4.4.2　蛋白质吸附对材料血液相容性的影响　102
4.4.3　蛋白质吸附对材料免疫反应的影响　103
参考文献　104
第5章　生物材料表面的细胞黏附与铺展　109
5.1　材料表面细胞黏附与铺展的生物学意义　109
5.1.1　细胞黏附与黏附分子　110
5.1.2　细胞铺展与骨架形变　110
5.1.3　细胞黏附与铺展的力学参数测量　111
5.1.4　细胞在材料表面黏附与铺展的生物学意义　112
5.2　材料表面特性对细胞黏附与铺展的影响　113
5.2.1　表面拓扑形貌的影响　114
5.2.2　材料表面电荷的影响　115
5.2.3　材料表面润湿性影响　116
5.3　材料表面细胞黏附与铺展的分子基础　117
5.3.1　细胞外基质　117
5.3.2　细胞黏附分子　118
5.3.3　材料表面细胞黏附的分子效应及过程　121
5.4　基于细胞黏附与铺展理论的表面改性技术　122
5.4.1　材料表面改性的分类　123
5.4.2　表面改性对细胞黏附与铺展的影响　124
参考文献　127
第6章　凝血、溶血与血栓　129
6.1　血液成分及其生理特性　129
6.1.1　血液的组成与生理功能　129
6.1.2　血液的理化特性　133
6.2　正常机体凝血与抗凝血平衡　134
6.2.1　凝血系统　135
6.2.2　体内生理凝血机制　136
6.2.3　抗凝血系统　137
6.2.4　纤溶系统　138
6.2.5　凝血与抗凝血平衡调节　138
6.3　血液与材料的相互作用　139
6.3.1　生物材料对凝血的影响　139
6.3.2　生物材料对溶血的影响　140
6.3.3　血栓形成　141
参考文献　143
第7章　生物材料的毒性效应　144
7.1　生物材料的毒性作用　144
7.1.1　生物材料毒性概述　144
7.1.2　材料与组织相互作用　146
7.1.3　材料与血液相互作用　147
7.1.4　材料与免疫系统相互作用　148
7.2　医用金属的潜在毒性　149
7.2.1　金属剂量与毒性效应的关系　150
7.2.2　医用金属的毒性分子机制　150
7.2.3　人体必需金属元素的功能与毒性　152
7.2.4　金属对机体不同系统的潜在毒性　154
7.2.5　可降解医用金属材料的潜在毒性效应　157
7.3　生物陶瓷的潜在毒性　158
7.3.1　生物陶瓷毒性的产生途径　158
7.3.2　生物陶瓷的毒性机制　159
7.3.3　常见医用生物陶瓷的毒性效应　160
7.4　医用聚合物的潜在毒性　160
7.4.1　聚合物毒性的来源　160
7.4.2　常用医用聚合物的毒性　161
7.5　生物材料毒性评价的依据和方法　165
7.5.1　生物学评价的基本原则和风险管理　165
7.5.2　生物学试验项目选择及生物风险评估中需要考虑的终点　167
参考文献　170
第8章　生物材料的免疫学反应　176
8.1　人体免疫系统与免疫反应　176
8.1.1　免疫系统　176
8.1.2　免疫反应　177
8.2　生物医学材料免疫应答的基本过程　179
8.2.1　生物医学材料免疫机制　179
8.2.2　生物医学材料免疫应答过程　180
8.3　炎症与异物反应　182
8.3.1　炎症的概念　182
8.3.2　炎症的病理变化　184
8.3.3　炎症的表现与分类　186
8.3.4　炎症的结局　187
8.3.5　生物材料引起的异物反应　189
8.4　致畸与致瘤反应　189
8.4.1　致畸性　189
8.4.2　材料致瘤的基本发展过程　192
8.5　针对免疫反应的生物材料改性策略　196
8.5.1　基于表面粗糙度和刚度的生物医学材料改性　196
8.5.2　基于材料表面形貌的生物医学材料改性　196
8.5.3　基于材料大小形状的生物医学材料改性　197
8.5.4　基于材料表面化学的生物医学材料改性　198
8.6　生物医学材料的免疫调节作用　199
8.6.1　生物材料免疫调节在肿瘤治疗中的应用　199
8.6.2　生物材料免疫调节在器官移植中的应用　201
参考文献　202
第9章　生物材料的力学相容性　207
9.1　生物医学材料的力学性能　207
9.1.1　生物材料力学性能及其评价方式　208
9.1.2　不可降解金属材料的力学性能　210
9.1.3　可降解金属材料的力学性能　214
9.1.4　聚合物的力学性能　218
9.2　植入材料力学性能的生物学意义　221
9.2.1　心血管系统植入材料力学性能的生物学意义　221
9.2.2　骨修复材料力学性能的生物学意义　222
9.3　力刺激信号传导与细胞反应机制　223
9.3.1　细胞骨架系统及其力学稳定性　224
9.3.2　细胞基质和细胞间的相互作用　224
9.3.3　细胞应力调控的信号转导　224
参考文献　225
关键词索引　230