硬组织修复材料与技术
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作者刘昌胜 等著
出版社科学出版社
ISBN9787030418524
出版时间2014-09
装帧精装
开本16开
定价138元
货号23577653
上书时间2024-10-26
商品详情
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前言
导语摘要
因疾病、创伤、人口老龄化及自然灾害等原因导致临床上对骨修复、颌面及口腔修复等硬组织修复材料的需求巨大。纳米技术的发展为组织再生材料的设计构建提供了新的思路和手段。《硬组织修复材料与技术》以作者研究团队近年来的研究成果为基础，较系统地介绍了多级微纳结构组织修复材料的微纳制造新技术及其应用于硬组织再生修复的研究进展和发展现状，以及纳米颗粒的生物学新效应。其中，第1～4章重点介绍多级微纳结构硬组织修复材料设计和构建；第5章介绍生长因子在多级微纳结构材料中的固载与控释；第6章介绍微纳结构材料在体内非骨环境中构建骨修复体的效果；第7章介绍微纳结构材料在口腔颌面部修复中的应用；第8～11章着重介绍人工关节和种植牙等金属材料表面微纳涂层技术及其修复效果；第12章介绍纳米颗粒的抗肿瘤生物效应。
商品简介
因疾病、创伤、人口老龄化及自然灾害等原因导致临床上对骨修复、颌面及口腔修复等硬组织修复材料的需求巨大。纳米技术的发展为组织再生材料的设计构建提供了新的思路和手段。《硬组织修复材料与技术》以作者研究团队近年来的研究成果为基础，较系统地介绍了多级微纳结构组织修复材料的微纳制造新技术及其应用于硬组织再生修复的研究进展和发展现状，以及纳米颗粒的生物学新效应。其中，第1～4章重点介绍多级微纳结构硬组织修复材料设计和构建；第5章介绍生长因子在多级微纳结构材料中的固载与控释；第6章介绍微纳结构材料在体内非骨环境中构建骨修复体的效果；第7章介绍微纳结构材料在口腔颌面部修复中的应用；第8～11章着重介绍人工关节和种植牙等金属材料表面微纳涂层技术及其修复效果；第12章介绍纳米颗粒的抗肿瘤生物效应。
作者简介
目录
《纳米科学与技术》丛书序
前言
第1章多级微纳结构生物材料
1.1引言
1.2高岭土增强大孔-介孔微纳支架的制备与性能
1.2.1高岭土增强大孔-介孔微纳支架的制备
1.2.2高岭土增强大孔-介孔微纳支架的性能
1.2.3高岭土增强大孔-介孔微纳支架的细胞相容性和成骨活性
1.3“大孔-微孔-介孔”三级微纳结构硅基支架材料以及高活性BMP-2的固载
1.3.1大孔-微孔-介孔三级微纳结构硅基支架的制备
1.3.2大孔-微孔-介孔三级微纳结构硅基支架的性能
1.3.3大孔-微孔-介孔三级微纳结构硅基支架的细胞相容性及成骨活性
1.4具有多级结构表界面的高分子基复合支架
1.4.1表面涂层大孔-介孔复合支架的制备
1.4.2表面涂层大孔-介孔复合支架的性能研究
1.4.3表面涂层大孔-介孔复合支架的细胞相容性及成骨活性
1.5大孔-微孔-介孔三级微纳结构复合支架的制备及其修复兔临界骨缺损的研究
1.5.1大孔-微孔-介孔三级微纳结构复合支架的制备
1.5.2大孔-微孔-介孔三级微纳结构复合支架修复兔临界骨缺损研究
1.6总结与展望
参考文献
第2章骨组织材料的微纳制造
2.1研究背景与问题的提出
2.2生物材料的微纳米化及实现途径
2.2.1纳米粉体材料
2.2.2模板诱导与自组装制备生物材料
2.2.3生物材料的微球化技术
2.3骨组织修复支架材料的微纳制造
2.3.1骨组织修复支架的制造方法
2.3.2组织工程支架材料的数字化设计和制造
2.4总结与展望
参考文献
第3章纳米骨修复材料的仿生制备
3.1引言
3.2有机-无机复合骨修复材料的制备策略
3.2.1混合成型
3.2.2共沉积
3.2.3静电纺丝
3.2.4凝胶表面沉积
3.2.5矿化自组装凝胶体
3.3胶原纳米骨修复材料
3.3.1胶原骨修复材料的发展
3.3.2矿化胶原策略
3.3.3胶原的自组装特性
3.3.4二维纤维组装结构
3.3.5三维类细胞外基质
3.3.6胶原溶液中的矿化行为
3.4胶原纳米骨修复材料的仿生合成
3.4.1胶原-羟基磷灰石骨修复材料
3.4.2多组元胶原纳米骨修复材料
3.5胶原纳米骨修复材料制品的构建技术
3.5.1基于合成羟基磷灰石粉体构建骨修复材料制品
3.5.2基于合成矿化产物构建纳米骨修复材料制品
3.5.3基于复合凝胶体构建胶原纳米骨修复材料制品
3.6总结与展望
参考文献
第4章介孔生物活性玻璃和骨修复
4.1生物活性玻璃的发展
4.1.1熔融法制备生物活性玻璃
4.1.2溶胶凝胶法制备生物活性玻璃
4.1.3介孔生物活性玻璃
4.2介孔生物活性玻璃的制备及性能
4.2.1EISA法制备介孔生物活性玻璃
4.2.2两步酸催化法制备介孔生物活性玻璃
4.2.3不同形貌的介孔生物活性玻璃
4.2.4多元组分的介孔生物活性玻璃
4.2.5不同基团功能化的介孔生物活性玻璃
4.2.6几种特殊的介孔生物活性玻璃
4.3介孔生物活性玻璃的应用
4.3.1药物和生长因子的负载
4.3.2组织工程支架
4.3.3与其他材料的复合
4.4总结和展望
参考文献
第5章成骨相关生长因子的固载与控制释放
5.1成骨相关生长因子简介
5.1.1骨形态发生蛋白-2
5.1.2血管内皮生长因子
5.1.3成纤维生长因子
5.2硅元素掺杂对rhBMP-2成骨活性的影响
5.2.1含硅磷酸钙骨水泥支架材料的制备
5.2.2CSPC材料对细胞行为的影响
5.2.3硅对rhBMP-2结构和活性的影响
5.2.4CSPC/rhBMP-2支架体内异位诱导成骨研究
5.3生长因子在零维材料表面的固载与控释
5.3.1rhBMP-2在纳米氧化硅球表面的固载
5.3.2rhBMP-2吸附在氧化硅表面的二级结构的研究
5.3.3吸附在纳米二氧化硅上的rhBMP-2的生物活性
5.4生长因子在一维纳米表/界面的固载
5.4.1单壁碳纳米管
5.4.2生长因子在单壁碳纳米管上的固载
5.4.3碳纳米管表面BMP-2的微观结构分析
5.4.4吸附在单壁碳纳米管上的rhBMP-2的生物活性变化
5.5生长因子在二维材料表面的固载与控释
5.5.1纳米羟基磷灰石涂层的制备
5.5.2rhBMP-2在HAP纳米涂层表面的吸附
5.5.3ALP活性
5.5.4掺镁纳米HAP涂层
5.6生长因子在介孔载体中的固载与控释
5.7地塞米松与rhBMP-2的协同诱导成骨活性的研究
5.7.1地塞米松和BMP-2协同诱导多能干细胞的成骨分化及其机理
5.7.2地塞米松和BMP-2协同诱导C2C12细胞成骨分化
5.7.3ph响应的壳聚糖/MSNs负载Dex和BMP-2
5.8其他成骨相关生长因子的控释
5.8.1血管内皮生长因子的控释
5.8.2多生长因子缓/控释系统
5.9总结与展望
参考文献
第6章利用三维多孔支架在体内非骨环境构建骨修复体
6.1体内非骨部位诱导成骨
6.1.1骨诱导现象的历史衍化
6.1.2骨诱导性概念
6.1.3骨发生和骨形成
6.1.4骨生长因子的作用
6.1.5三维多孔组织工程支架
6.1.6骨修复体的体内组织工程培养技术
6.2具有骨诱导性的生物材料
6.2.1材料化学因素的作用
6.2.2支架宏观孔隙结构特征的作用
6.2.3支架表面微纳米结构特征的影响
6.3材料骨诱导性机制
6.3.1异位骨形成的生理介导机制
6.3.2异位骨形成的激发机制假说
6.3.3材料诱导成骨的动物模型因素
6.3.4植入部位与诱导成骨的关系
6.3.5材料理化特征诱导成骨机制
6.4体内构建自然骨特征的骨修复体
6.4.1体内骨组织工程化
6.4.2血管化的重要性
6.4.3生物力学特征
6.4.4骨缺损修复的动物实验及临床研究
6.5挑战与展望
6.5.1体内非骨环境构建骨修复体面临的挑战
6.5.2展望
参考文献
第7章口腔颌面部骨组织再生的研究与应用
7.1概述
7.2种子细胞
7.2.1成骨细胞在颌骨组织再生中的应用研究
7.2.2间充质干细胞在颌骨组织再生中的应用研究
7.3成骨诱导因子
7.3.1BMP-2在颌骨再生中的应用研究
7.3.2PDGF在颌骨再生中的应用研究
7.3.3NELL-1在颌骨再生中的应用研究
7.4生物支架材料
7.4.1材料离子组成在颌骨再生中的应用研究
7.4.2微纳结构修饰材料在颌骨再生中的应用研究
7.4.3新型蛋白缓释支架材料在颌骨再生中的应用
7.5血管化及骨结合研究
7.5.1血管化
7.5.2骨结合
7.6总结与展望
参考文献
第8章纳米氧化钛涂层制备及其抗菌和成骨性能调控
8.1钛-氧二元体系
8.2纳米氧化钛涂层制备
8.2.1等离子体喷涂制备纳米氧化钛涂层
8.2.2水热反应制备氧化钛涂层
8.3纳米氧化钛涂层性能调控
8.3.1紫外辐照调控纳米氧化钛涂层抗菌和成骨性能
8.3.2离子交换调控氧化钛涂层的成骨性能
8.3.3银注入调控氧化钛涂层抗菌性能
8.4总结与展望
参考文献
第9章仿细胞外基质纳米梯度复合涂层的制备与性能
9.1引言
9.1.1金属植入体表面改性研究的进程
9.1.2细胞外基质的作用
9.1.3胶原在金属材料表面的嫁接
9.2胶原/磷酸钙纳米梯度复合涂层电化学制备及其物化性能
9.2.1电化学沉积(制备)参数影响
9.2.2复合涂层物化性能
9.3胶原/磷酸钙纳米梯度复合涂层电化学沉积机理
9.3.1涂层微纳结构分析
9.3.2沉积机理
9.4胶原/磷酸钙纳米梯度复合涂层生物学效应
9.4.1涂层生物学效应
9.4.2负载抗菌药物涂层生物学效应
9.4.3负载BMP涂层生物学效应
9.5总结和展望
参考文献
第10章纳/微米多层镀技术及其在体内植入物中的应用
10.1引言
10.2纳米?微米多层镀技术
10.2.1多层镀薄膜的基本概念
10.2.2多层镀薄膜的特性
10.2.3多层膜的强化机制
10.3纳微米多层镀技术的常用方法
10.3.1离子束辅助沉积
10.3.2电子束真空蒸镀
10.3.3多弧离子镀
10.3.4磁控溅射
10.4微纳米镀技术在体内植入物中的应用
10.4.1镀层技术在封堵器和血管支架中的应用
10.4.2在人工晶体中的应用
10.4.3在口腔科中的应用
10.4.4骨科中的应用
10.4.5在抑菌中的应用
10.5总结与展望
参考文献
第11章牙种植体表面处理技术及临床应用
11.1光滑表面与粗糙表面
11.1.1光滑表面种植体
11.1.2粗糙表面种植体
11.1.3种植体表面处理方式
11.2种植体表面纳米改性
11.2.1纳米表面几何形貌
11.2.2纳米化钛种植体表面的生物学性能
11.2.3抗菌性纳米化钛种植体表面的制备与性能
11.2.4常用钛种植体表面纳米化方法
11.3纳米表面种植体的临床应用
11.3.1SLA表面与SLActive表面
11.3.2OsseoTite表面与NanoTite表面
11.4TiO2纳米管表面
11.4.1TiO2纳米管阵列
11.4.2体外诱导羟基磷灰石形成的能力
11.4.3TiO2纳米管表面成骨细胞相容性
11.4.4TiO2纳米管作为模板的再修饰研究
11.5总结与展望
参考文献
第12章羟基磷灰石纳米颗粒的抗肿瘤生物效应
12.1羟基磷灰石纳米颗粒的可控制备
12.1.1溶胶-凝胶法合成球形纳米羟基磷灰石
12.1.2液相沉淀法合成短棒状纳米羟基磷灰石
12.1.3微波-超声液相法合成介孔纳米羟基磷灰石
12.1.4纳米羟基磷灰石的荧光标记
12.2羟基磷灰石纳米颗粒的抗肿瘤活性及其机理
12.2.1羟基磷灰石纳米颗粒抗肿瘤活性的粒径效应
12.2.2羟基磷灰石纳米颗粒对不同类型肿瘤细胞的抑制作用
12.3其他无机纳米颗粒的抗肿瘤生物效应
12.3.1二氧化硅纳米颗粒抗肝癌细胞活性及其机理
12.3.2雄黄纳米颗粒抗肝癌细胞活性及其机理
12.4总结与展望
参考文献
索引
彩图
内容摘要
因疾病、创伤、人口老龄化及自然灾害等原因导致临床上对骨修复、颌面及口腔修复等硬组织修复材料的需求巨大。纳米技术的发展为组织再生材料的设计构建提供了新的思路和手段。《硬组织修复材料与技术》以作者研究团队近年来的研究成果为基础，较系统地介绍了多级微纳结构组织修复材料的微纳制造新技术及其应用于硬组织再生修复的研究进展和发展现状，以及纳米颗粒的生物学新效应。其中，第1～4章重点介绍多级微纳结构硬组织修复材料设计和构建；第5章介绍生长因子在多级微纳结构材料中的固载与控释；第6章介绍微纳结构材料在体内非骨环境中构建骨修复体的效果；第7章介绍微纳结构材料在口腔颌面部修复中的应用；第8～11章着重介绍人工关节和种植牙等金属材料表面微纳涂层技术及其修复效果；第12章介绍纳米颗粒的抗肿瘤生物效应。
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第1章 多级微纳结构生物材料
1.1 引 言
利用生物材料对组织器官进行再生修复是再生医学的重要研究方向?但目前组织修复材料生物活性不足,由此而导致的修复速度慢?修复效果不理想是临床普遍存在的共性问题?如何通过材料手段构建具有快速修复功能的组织修复材料,对于提高修复水平?解决临床治疗难题具有重要意义?
组织再生过程中,相关细胞的“快速启动”?“定向分化”以及由生物材料与细胞共同构成的微环境的“营养传输”是决定修复速度和修复质量的关键?因此,构建快速修复组织再生材料的核心即在于如何启动细胞的快速响应行为?调控干细胞的定向分化以及保障修复过程的血管新生和营养传输?单一结构的生物材料很难完成上述复杂的功能?“多级微纳结构”的设计思路应运而生,微米级连通网络结构将保证组织顺利长入和营养输送;而纳米介孔结构则有助于通过生长因子的负载控释以及促进体内细胞的黏附和分化?多级结构协同调控细胞行为,进而促进组织修复?
介孔材料具有可调的纳米介孔孔道结构?大的比表面积和孔容等特点,自问世以来,表现出广泛的应用前景?特别是以MCM-41和SBA-15为代表的有序介孔硅基材料,其高比表面积以及表面富含活性硅羟基的结构与生物活性玻璃相似,植入宿主体内后可以快速降解并且表现出优良的骨融合效果,因而成为生命科学领域的研究热点[1-6]?近十余年关于组织再生材料的研究已经证明支架材料的微观结构对于组织修复影响很大,特别是孔径大小和孔的连通性直接影响修复质量[7,8]?目前众多的研究关注于如何构建单一尺度的支架材料?将介孔硅基纳米材料引入组织再生材料的构建中,不仅提供了纳米尺度的介孔结构,使得支架材料呈现多级孔径结构,而且还可能产生一些新的生物学效应,为促进组织再生提供新的材料构建思路?
1.2 高岭土增强大孔-介孔微纳支架的制备与性能
近年来,介孔硅基材料用于组织修复支架的制备方面取得了较大的进展?但是,溶胶-凝胶法制备的介孔硅基支架存在收缩率大?强度低?成型困难等缺点,大大地限制了其在临床上作为组织修复支架的制备和应用[9,10]?
1.2.1 高岭土增强大孔-介孔微纳支架的制备
本课题组以嵌段共聚物EO20PO70EO20(P123)和聚氨酯泡沫为双模板,结合溶胶-凝胶和蒸发诱导自组装过程,通过物理掺杂高岭土增强剂并严格控制硅基支架溶胶黏度的方法(图1.1),制备出具有良好力学性能(6MPa以上)的硅基大孔-介孔骨修复支架?高岭土为天然硅铝盐,由高比表面积的高岭土微球组成,常作为黏结剂和分散剂用于制药和医药领域[11]?研究表明采用这种方法制备的支架材料能得到高连通孔隙率的宏观大孔,同时保留了材料内部高比表面积的微观介孔结构,并表现出较好的力学性能?其大孔孔径可通过聚氨酯泡沫密度调整;介孔孔径则通过表面活性剂和反应条件进行调节?
图1.1 高岭土增强介孔硅基活性支架的制备
1.2.2 高岭土增强大孔-介孔微纳支架的性能
表1.1为不同高岭土含量的支架材料的化学组分,其中5%?10%?20%分别为高岭土在600℃高温烧结后的多孔支架中的固含量?
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