內容簡介
《生物醫用金屬》本書是材料科學與工程系列教材,是本科生、研究生 教學用書之一,是典型的交叉學科著作。主要闡述了生物醫用金屬材料相 關概念、分類和機理,包括生物醫用金屬晶體結構、強化機理和加工方 法;生物醫用金屬降解機理、力學和腐蝕測試方法;生物醫用金屬宏觀生 物相容性、細胞毒性和分子遺傳毒性表達機理和過程;在此基礎上,詳細 綜述了三種可降解金屬 (鎂、鐵、鋅)的相關研究背景、進展和難點,以 及生物醫用金屬復合材料等內容。 本書可以作為材料科學與工程、生物醫學工程、臨床醫學等相關本 科、研究生的教材,也可以作為材料、醫學行業相關專業技術人員的參考 書。
圖書目錄
目 錄 第1章 生物醫用材料概述 1.1 生物醫用材料的概念及背景 1.1.1 生物醫用材料的概念 1.1.2 生物醫用材料的背景 1.2 生物醫用材料的分類 1.2.1 生物醫用金屬材料 1.2.2 生物醫用無機非金屬材料 1.2.3 生物醫用高分子材料 1.2.4 生物醫用復合材料 1.3 生物醫用材料的基本要求 1.3.1 生物相容性 1.3.2 化學穩定性 1.3.3 力學性能 1.3.4 其他性能 1.4 生物醫用材料的研究發展方向 1.4.1 生物醫用材料的研究內容 1.4.2 生物醫用材料的發展狀況 1.5 思政小結 1.6 課后習題 1.7 參考文獻 第 2章 生物醫用金屬材料的晶體結構、強化機制和制備方法 2.1 金屬的晶體結構 2.1.1 典型的三種金屬晶體結構 2.1.2 合金相結構 2.2 生物醫用金屬材料的幾種強化機制 2.2.1 細晶強化 2.2.2 固溶強化 2.2.3 第二相強化 2.2.4 加工硬化 2.3 生物醫用金屬材料的制備方法 2.3.1 表面改性技術制備 2.3.2 增材制造技術制備 2.3.3 3D打印技術制備 2.3.4 其他技術制備 2.4 思政小結 2.5 課后習題 2.6 參考文獻 第 3章 生物醫用金屬降解機理、力學與腐蝕性能評價方法 3.1 生物醫用金屬降解機理 3.1.1 熱降解 3.1.2 生物降解 3.1.3 光致降解 3.1.4 生物醫用金屬腐蝕降解機理 3.2 生物醫用金屬力學性能測試 3.2.1 機械性能 3.2.2 拉伸性能 3.2.3 沖擊性能 3.2.4 斷裂方式 3.3 生物醫用金屬腐蝕性能測試 3.3.1 質量法 (GravimetricMethods) 3.3.2 鹽霧測試 (Saltspraytest) 3.3.3 化學浸泡試驗 3.3.4 電化學測試 3.3.5 析氫測試 3.4 思政小結 3.5 課后習題 3.6 參考文獻 第 4章 生物醫用金屬宏觀相容性評估方法 4.1 生物醫用金屬材料生物相容性的概述 4.1.1 生物相容性概念 4.1.2 生物相容性反應與分類 4.1.3 生物醫用金屬材料的生物相容性 4.2 生物醫用材料的生物相容性評價 4.2.1 生物相容性的評價原則和評價標準 4.2.2 生物醫用材料的評價流程 4.2.3 生物醫用材料生物學評價分類 4.2.4 生物學評價試驗中的注意事項 4.3 醫用金屬材料生物相容性評價試驗方法 4.3.1 醫用金屬材料生物相容性評價體外試驗方法 4.3.2 醫用金屬材料生物相容性評價體內試驗方法 4.4 生物醫用金屬材料生物相容性評價趨勢 4.5 思政小結 4.6 課后習題 4.7 參考文獻 第 5章 生物醫用金屬的毒性機理 5.1 醫用金屬材料的毒性概述 5.2 醫用金屬材料的毒性機制不同水平研究 5.2.1 分子水平 5.2.2 亞細胞水平 5.2.3 細胞水平 5.2.4 器官水平 5.2.5 系統水平 5.3 醫用金屬材料的毒性機理概述 5.3.1 氧化損傷途徑 5.3.2 改變原有生物分子構成或結構途徑 5.3.3 損傷生物膜途徑 5.3.4 炎癥反應途徑 5.4 結論與展望 5.5 思政小結 5.6 課后習題 5.7 參考文獻 第 6章 醫用金屬的分子遺傳毒性表達 6.1 醫用金屬材料的遺傳毒性概述 6.2 醫用金屬材料的細胞毒性研究 6.2.1 醫用金屬材料對細胞增殖率的影響 6.2.2 醫用金屬材料對細胞周期的影響 6.2.3 醫用金屬材料對細胞凋亡的影響 6.3 醫用金屬材料的分子遺傳毒性機制 6.3.1 直接作用于遺傳物質 6.3.2 間接作用于遺傳物質 6.4 醫用金屬材料的分子遺傳毒性表達 6.4.1 醫用金屬材料對蛋白酶表達的影響 6.4.2 醫用金屬材料對基因表達的影響 6.5 思政小結 6.6 課后習題 6.7 參考文獻 第 7章 傳統典型不可降解生物醫用金屬材料 7.1 典型不可降解生物醫用金屬材料研究現狀 7.2 醫用純金屬材料 7.2.1 醫用純鈦 7.2.2 醫用貴金屬 7.3 醫用不銹鋼材料 7.3.1 醫用不銹鋼的范圍及分類 7.3.2 醫用不銹鋼的生物性能 7.3.3 醫用不銹鋼在醫學上的應用 7.4 醫用鈷基合金材料 7.4.1 醫用鈷基合金的范圍及分類 7.4.2 醫用鈷基合金的生物性能 7.4.3 醫用鈷基合金在醫學上的應用 7.5 醫用鈦基合金材料 7.5.1 醫用鈦基合金的范圍及分類 7.5.2 醫用鈦基合金的生物性能 7.5.3 醫用鈦基合金在醫學上的應用 7.6 醫用鋯合金材料 7.7 思政小結 7.8 課后習題 7.9 參考文獻 第 8章 鎂及鎂合金可降解金屬材料 8.1 生物醫用鎂及鎂合金材料背景 8.2 生物醫用鎂及鎂合金研究現狀 8.3 生物醫用鎂合金材料體系 8.3.1 純鎂 8.3.2 鎂基非稀土合金 8.3.3 鎂稀土基合金 8.4 生物醫用鎂及鎂合金材料的力學性能 8.4.1 鎂合金的物理特性 8.4.2 鎂的滑移系 8.4.3 鎂的強化方式 8.5 生物醫用鎂及鎂合金材料的降解行為 8.5.1 鎂合金的腐蝕形式與機理 8.5.2 醫用鎂合金材料在模擬體液中的降解行為 8.5.3 醫用鎂合金材料在蛋白質環境中的降解行為 8.5.4 提高鎂合金耐蝕性的方法 8.6 生物醫用鎂及鎂合金材料的生物相容性 8.6.1 細胞毒性和細胞相容性 8.6.2 動物活體內試驗 8.7 鎂合金可降解金屬材料目前存在的問題 8.8 結論與展望 8.9 思政小結 8.10 課后習題 8.11 參考文獻 第 9章 鋅及鋅合金可降解金屬材料 9.1 生物醫用鋅合金材料概述 9.2 生物醫用鋅合金材料的研究現狀 9.3 生物醫用鋅合金材料體系 9.3.1 純鋅 9.3.2 鋅基二元合金 9.3.3 鋅基三元合金 9.3.4 鋅基復合材料 9.4 生物醫用鋅合金材料的力學性能 9.5 生物醫用鋅合金材料的降解行為 9.6 生物醫用鋅合金材料的生物相容性 9.6.1 細胞毒性和細胞相容性 (體外生物相容性試驗) 9.6.2 動物活體內試驗 9.7 可降解鋅合金材料目前存在的問題 9.8 結論與展望 9.9 思政小結 9.10 課后習題 9.11 參考文獻 第 10章 鐵和鐵合金可降解金屬材料 10.1 生物醫用鐵合金材料的背景及研究現狀 10.2 生物醫用鐵合金材料的應用 10.2.1 可降解心血管支架 10.2.2 骨組織工程支架材料 10.3 生物醫用鐵合金材料體系 10.3.1 純鐵 10.3.2 鐵基二元合金 10.3.3 鐵基三元合金 10.3.4 鐵基復合材料 10.4 生物醫用鐵合金材料的力學性能 10.5 生物醫用鐵合金材料的降解行為 10.6 生物醫用鐵合金材料的生物相容性研究 10.6.1 細胞毒性和細胞相容性 10.6.2 動物活體內試驗 10.7 生物醫用鐵合金材料目前存在的問題 10.7.1 降解速率過慢 10.7.2 鐵磁性質的干擾 10.8 結論與展望 10.9 思政小結 10.10 課后習題 10.11 參考文獻 第 11章 可降解金屬復合材料 11.1 可降解金屬復合材料研究背景及現狀 11.2 可降解金屬復合材料分類及概述 11.2.1 聚乳酸金屬復合材料 (Polylacticacidmetalcomposites) 11.2.2 纖維素金屬復合材料 (Cellulosemetalcompositematerial) 11.2.3 殼聚糖金屬復合材料 (Chitosanmetalcompositematerial) 11.2.4 無機金屬復合材料 (Inorganicmetalcompositematerial) 11.3 可降解金屬復合材料優勢與局限性 11.3.1 聚乳酸金屬復合材料 (Polylacticacidmetalcomposites) 11.3.2 纖維素金屬復合材料 (Cellulosemetalcompositematerial) 11.3.3 殼聚糖金屬復合材料 (Chitosanmetalcompositematerial) 11.3.4 無機金屬復合材料 (Inorganicmetalcompositematerial) 11.4 可降解金屬復合材料未來發展的展望 11.4.1 與納米技術結合 11.4.2 與電化學技術的結合 11.5 思政小結 11.6 課后習題 11.7 參考文獻