目錄
總序
前言
第1章 納米生物材料概述 1
1.1 緒論 1
1.1.1 納米材料 1
1.1.2 生物材料 2
1.1.3 納米生物材料簡介 2
1.2 納米生物材料發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 3
1.2.1 發(fā)展歷史 3
1.2.2 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.3 納米生物材料的分類 8
1.3.1 無機(jī)類納米生物材料 8
1.3.2 高分子類納米生物材料 9
1.3.3 生物醫(yī)用納米復(fù)合材料 10
1.3.4 功能納米生物材料 12
1.4 納米生物材料的研究熱點(diǎn)與前沿 13
1.4.1 納米生物材料的可控合成 13
1.4.2 納米生物材料的表面改性與功能組裝 15
1.4.3 納米生物材料的納米效應(yīng) 16
1.5 本章小結(jié) 16
參考文獻(xiàn) 17
第2章 納米鈣磷生物材料 20
2.1 緒論 20
2.2 鈣磷生物材料簡介 20
2.2.1 鈣磷生物材料的發(fā)展歷程 20
2.2.2 鈣磷生物材料的分類 21
2.3 納米鈣磷粉體的合成 22
2.3.1 鈣磷鹽反應(yīng)原理及反應(yīng)路徑 22
2.3.2 納米鈣磷鹽的轉(zhuǎn)化及其影響因素 23
2.3.3 納米鈣磷膠凝材料的結(jié)構(gòu)與性能 26
2.4 納米羥基磷灰石 27
2.4.1 羥基磷灰石的晶體結(jié)構(gòu)和特性 27
2.4.2 納米羥基磷灰石的合成 28
2.4.3 離子摻雜的納米羥基磷灰石 29
2.4.4 納米羥基磷灰石的改性研究 30
2.4.5 納米羥基磷灰石的特性 31
2.4.6 介孔羥基磷灰石及其應(yīng)用 32
2.5 納米磷酸三鈣 33
2.5.1 磷酸三鈣的結(jié)構(gòu)和生物特性 33
2.5.2 納米磷酸三鈣的合成 34
2.6 納米磷酸氫鈣 35
2.6.1 納米磷酸氫鈣的合成 35
2.6.2 影響納米磷酸氫鈣粒徑和形態(tài)的主要因素 36
2.7 納米鈣磷陶瓷的制備及其生物應(yīng)用 37
2.7.1 納米鈣磷陶瓷的可控制備 37
2.7.2 磷酸三鈣陶瓷及其應(yīng)用 38
2.7.3 羥基磷灰石陶瓷及其應(yīng)用 39
2.7.4 雙相陶瓷及其應(yīng)用 41
2.8 磷酸鈣骨水泥的合成與應(yīng)用 42
2.8.1 磷酸鈣骨水泥簡介 42
2.8.2 磷酸鈣骨水泥的水化硬化及其轉(zhuǎn)化機(jī)理 43
2.8.3 磷酸鈣骨水泥的體內(nèi)降解及其生物轉(zhuǎn)化 45
2.8.4 多孔磷酸鈣支架 45
2.8.5 可注射磷酸鈣骨水泥 46
2.8.6 載藥磷酸鈣骨水泥 48
2.8.7 活性磷酸鈣骨水泥 49
2.8.8 摻相磷酸鈣骨水泥 50
2.8.9 磷酸鈣骨水泥的臨床應(yīng)用 52
2.9 本章小結(jié) 52
參考文獻(xiàn) 53
第3章 納米二氧化硅及其生物性能 61
3.1 緒論 61
3.2 單一孔結(jié)構(gòu)介孔二氧化硅 62
3.2.1 傳統(tǒng)介孔二氧化硅 62
3.2.2 大孔徑介孔二氧化硅 64
3.2.3 核-殼結(jié)構(gòu)介孔二氧化硅 68
3.3 多級孔結(jié)構(gòu)介孔二氧化硅 70
3.3.1 空心介孔二氧化硅 70
3.3.2 卵殼結(jié)構(gòu)二氧化硅 72
3.3.3 雙介孔結(jié)構(gòu)二氧化硅 74
3.3.4 三級孔結(jié)構(gòu)二氧化硅 77
3.4 介孔二氧化硅的生物應(yīng)用 78
3.4.1 藥物輸運(yùn)系統(tǒng) 79
3.4.2 磁共振成像 85
3.4.3 光熱治療 87
3.5 本章小結(jié) 89
參考文獻(xiàn) 90
第4章 碳納米生物材料 98
4.1 緒論 98
4.2 碳納米材料簡介 98
4.2.1 零維碳納米結(jié)構(gòu) 99
4.2.2 一維碳納米結(jié)構(gòu) 102
4.2.3 二維碳納米結(jié)構(gòu) 104
4.3 表面化學(xué)與功能化 105
4.3.1 納米金剛石的表面改性 105
4.3.2 其他碳納米材料的表面功能化 106
4.4 生物安全性 107
4.4.1 零維碳顆粒的生物安全性 107
4.4.2 碳納米管的生物安全性 109
4.4.3 石墨烯的生物安全性 110
4.5 生物醫(yī)學(xué)成像 110
4.5.1 碳納米材料的熒光與拉曼光譜特性 111
4.5.2 基于熒光的生物成像 112
4.5.3 拉曼及其他生物成像技術(shù) 113
4.6 生物傳感與檢測 114
4.6.1 葡萄糖生物傳感器 114
4.6.2 DNA生物傳感器 114
4.6.3 其他生物傳感器 115
4.7 載藥與治療 115
4.7.1 藥物擔(dān)載、遞送與腫瘤治療 116
4.7.2 組織工程和再生醫(yī)學(xué) 118
4.7.3 其他生物應(yīng)用 118
4.8 本章小結(jié) 118
參考文獻(xiàn) 119
第5章 納米纖維材料 135
5.1 緒論 135
5.2 納米纖維材料的設(shè)計與制備 135
5.2.1 納米纖維材料的設(shè)計 135
5.2.2 納米纖維的制備 138
5.3 納米纖維材料在組織工程中的應(yīng)用 142
5.3.1 納米纖維材料在神經(jīng)組織工程中的應(yīng)用 142
5.3.2 納米纖維材料在血管組織工程中的應(yīng)用 147
5.3.3 納米纖維材料在肌腱組織工程中的應(yīng)用 157
5.3.4 納米纖維在骨組織工程中的應(yīng)用 165
5.4 本章小結(jié) 169
參考文獻(xiàn) 169
第6章 納米生物復(fù)合材料 178
6.1 緒論 178
6.2 納米生物復(fù)合材料概述 179
6.2.1 納米生物復(fù)合材料的設(shè)計原則 179
6.2.2 納米生物復(fù)合材料的分類 180
6.3 納米生物復(fù)合材料在組織工程中的應(yīng)用 181
6.3.1 納米生物復(fù)合材料在骨組織工程中的應(yīng)用 181
6.3.2 納米生物復(fù)合材料在軟骨組織工程中的應(yīng)用 186
6.3.3 納米生物復(fù)合材料在神經(jīng)組織工程中的應(yīng)用 191
6.4 納米生物復(fù)合材料在腫瘤多模態(tài)診療中的應(yīng)用 198
6.4.1 納米生物復(fù)合材料用于腫瘤診斷和成像 198
6.4.2 納米生物復(fù)合材料用于腫瘤治療 203
6.4.3 用于腫瘤多模態(tài)診療一體化的納米生物復(fù)合材料 208
6.5 本章小結(jié) 209
參考文獻(xiàn) 209
第7章 納米藥物載體 224
7.1 刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體 224
7.1.1 生理與病理刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體的制備及性能調(diào)控 225
7.1.2 物理刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體的制備及性能調(diào)控 232
7.1.3 多重刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體的制備及性能調(diào)控 234
7.1.4 小結(jié) 237
7.2 新型硅質(zhì)體納米藥物遞送體系 238
7.2.1 硅質(zhì)體納米粒子的研究進(jìn)展 238
7.2.2 硅質(zhì)體納米粒子的設(shè)計與制備 239
7.2.3 硅質(zhì)體納米粒子的形態(tài)穩(wěn)定性及表面修飾 243
7.2.4 硅質(zhì)體納米粒子的生物安全性 246
7.2.5 硅質(zhì)體納米粒子在醫(yī)學(xué)診斷和治療中的應(yīng)用 249
7.3 納米藥物載體的機(jī)遇與挑戰(zhàn) 259
參考文獻(xiàn) 259
第8章 多功能納米生物材料 266
8.1 緒論 266
8.2 納米金的合成及其生物應(yīng)用 267
8.2.1 不同結(jié)構(gòu)的納米金 267
8.2.2 金納米顆粒的應(yīng)用 271
8.3 稀土上轉(zhuǎn)換材料及其在腫瘤診療中的應(yīng)用 277
8.3.1 稀土上轉(zhuǎn)換材料的設(shè)計與制備 277
8.3.2 稀土上轉(zhuǎn)換探針的腫瘤影像診斷應(yīng)用 282
8.3.3 稀土上轉(zhuǎn)換材料的腫瘤治療應(yīng)用 288
8.4 功能納米材料的實體腫瘤診療應(yīng)用 300
8.4.1 功能納米材料的乏氧腫瘤高效治療應(yīng)用 300
8.4.2 功能納米材料用于腫瘤微環(huán)境特異性誘導(dǎo)激活的新型療法應(yīng)用 307
8.5 納米抗菌生物材料 314
8.5.1 納米自體抗菌體系 315
8.5.2 納米抗菌生物材料的制備 318
8.5.3 納米抗菌生物材料的抗菌機(jī)理 319
8.5.4 納米抗菌生物材料的應(yīng)用 321
8.5.5 納米抗菌生物材料的生物安全性及毒性 324
8.6 納米氧化鐵及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用 326
8.6.1 納米氧化鐵的設(shè)計與制備 326
8.6.2 納米氧化鐵的醫(yī)學(xué)應(yīng)用 329
8.6.3 基于納米氧化鐵的生物分離技術(shù) 334
8.7 本章小結(jié) 335
參考文獻(xiàn) 336
第9章 生物醫(yī)學(xué)量子點(diǎn) 357
9.1 緒論 357
9.2 量子點(diǎn) 357
9.2.1 量子點(diǎn)及其性質(zhì) 357
9.2.2 量子點(diǎn)的發(fā)光機(jī)理 358
9.3 量子點(diǎn)的合成 359
9.3.1 量子點(diǎn)的化學(xué)合成 359
9.3.2 量子點(diǎn)的活細(xì)胞合成 361
9.3.3 量子點(diǎn)的準(zhǔn)生物合成 364
9.4 生物醫(yī)學(xué)量子點(diǎn)的制備及應(yīng)用 365
9.4.1 生物醫(yī)學(xué)量子點(diǎn)的制備 365
9.4.2 量子點(diǎn)單病毒動態(tài)示蹤 369
9.4.3 量子點(diǎn)活體及組織成像 371
9.4.4 量子點(diǎn)生物檢測 376
9.5 本章小結(jié) 380
參考文獻(xiàn) 380
第10章 納米生物材料的新效應(yīng) 388
10.1 緒論 388
10.2 羥基磷灰石納米顆�？鼓[瘤活性及其機(jī)理 389
10.2.1 羥基磷灰石納米顆�？鼓[瘤活性、機(jī)理簡介 390
10.2.2 羥基磷灰石納米顆粒對腫瘤細(xì)胞的特異性毒性 401
10.2.3 粒子特性對羥基磷灰石納米顆�？鼓[瘤活性的影響 405
10.2.4 其他納米粒子的抗腫瘤活性 410
10.3 納米材料對蛋白質(zhì)固載以及細(xì)胞行為的影響 411
10.3.1 納米表/界面對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和活性的影響 411
10.3.2 納米材料與細(xì)胞的相互作用 417
10.4 本章小結(jié) 420
參考文獻(xiàn) 421
第11章 納米生物材料的表征新技術(shù) 429
11.1 緒論 429
11.2 納米生物材料的常用表征技術(shù) 429
11.2.1 光學(xué)顯微成像及應(yīng)用 429
11.2.2 電子顯微成像及應(yīng)用 436
11.2.3 激光散射法原理及應(yīng)用 443
11.2.4 X射線表征技術(shù)及應(yīng)用 448
11.3 納米生物材料結(jié)構(gòu)的原位高分辨定量表征新技術(shù) 455
11.3.1 相干X射線衍射成像技術(shù) 455
11.3.2 布拉格相干X射線衍射成像技術(shù) 460
11.3.3 納米CT成像技術(shù)及其在生物材料表征中的應(yīng)用 466
11.4 本章小結(jié) 471
參考文獻(xiàn) 472
第12章 納米生物材料的安全性研究 479
12.1 緒論 479
12.2 納米材料的暴露途徑及其對重要組織器官的影響 482
12.3 納米材料在生物體內(nèi)代謝與轉(zhuǎn)運(yùn)過程的規(guī)律 483
12.3.1 納米材料的體內(nèi)動力學(xué)特性 483
12.3.2 納米材料的生物利用度決定了納米材料在體內(nèi)的蓄積 484
12.3.3 建立針對ADME過程的具有高靈敏度和高分辨率的分析方法 486
12.4 影響納米生物材料安全性的物理