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第1章 生物材料与骨组织修复1

1.1引言1

1.2骨细胞及其骨修复1

1.2.1骨组织及其细胞组成1

1.2.2骨的吸收、形成与修复的生理过程2

1.2.3间充质干细胞3

1.2.4骨组织工程中的生物材料4

1.2.5三代骨修复材料5

1.2.6骨组织工程中的间充质干细胞6

1.3物理/机械环境对骨细胞功能的影响7

1.3.1孔隙度与孔尺寸对支架的影响7

1.3.2支架表面物理性质的影响8

1.3.3环境机械性质的影响9

1.3.4应力负荷的影响10

1.4总结与展望11

参考文献11

第2章 纳米磷酸钙生物陶瓷材料18

2.1纳米磷酸钙粉体制备工艺及影响因素18

2.1.1干法合成19

2.1.2水热合成法19

2.1.3湿法合成21

2.1.4小结25

2.2纳米磷酸钙骨组织工程支架材料26

2.2.1单相纳米磷酸钙支架材料26

2.2.2双相纳米磷酸钙复合支架材料28

2.2.3纳米磷酸钙/聚合物复合支架材料28

2.2.4纳米磷酸钙基骨组织工程支架材料发展趋势31

2.3纳米磷酸钙骨组织工程支架材料生物学效应32

2.3.1纳米骨组织工程支架材料对蛋白吸附的影响33

2.3.2纳米骨组织工程支架材料对细胞的影响34

2.3.3纳米骨组织工程支架材料的生物学风险39

2.4小结39

参考文献40

第3章 碳生物医用材料48

3.1碳/碳复合材料简介48

3.1.1碳/碳复合材料的研究历史及应用现状48

3.1.2碳/碳材料的微观结构50

3.2碳生物医用材料54

3.3碳纤维及其复合生物材料58

3.3.1多孔碳纤维增强聚乳酸与壳聚糖的复合生物材料59

3.3.2碳纤维分散效果分析60

3.3.3冷冻温度对多孔支架形态与孔隙率的影响60

3.3.4支架的细胞相容性评价64

3.3.5结论66

参考文献66

第4章 软骨重建生物材料73

4.1关节软骨的结构与功能73

4.1.1关节软骨的板层结构73

4.1.2软骨细胞与细胞外基质74

4.1.3关节软骨的生物力学性能76

4.2关节软骨损伤与临床修复76

4.3组织工程化软骨重建77

4.3.1软骨组织工程的基本原理77

4.3.2软骨重建生物材料的仿生设计80

4.3.3软骨支架材料的生物性能85

参考文献91

第5章 生物材料生物相容性评价99

5.1生物材料生物相容性评价发展趋势99

5.1.1材料反应100

5.1.2宿主反应101

5.2传统的生物相容性评价101

5.2.1细胞毒性102

5.2.2致敏102

5.2.3刺激102

5.2.4皮内反应103

5.2.5全身毒性（急性）103

5.2.6亚慢性毒性（亚急性毒性）103

5.2.7遗传毒性103

5.2.8植入104

5.2.9血液相容性104

5.3分子生物学在生物相容性评价中的应用108

5.3.1研究模型109

5.3.2主要方法109

5.3.3分子生物学在生物相容性评价中的应用115

5.4小结120

参考文献120

第6章 蛋白吸附评价123

6.1与骨形成有关的蛋白质123

6.1.1纤维连接蛋白123

6.1.2玻璃体结合蛋白125

6.1.3骨生长因子126

6.2蛋白吸附的研究方法132

6.2.1聚丙烯酰胺凝胶电泳133

6.2.2质谱分析134

6.2.3 X射线光电子能谱134

6.2.4椭偏法135

6.2.5原子力显微镜136

6.2.6石英晶体微天平137

6.3生物材料蛋白吸附研究进展138

6.3.1蛋白质结构及性质与蛋白吸附139

6.3.2生物材料表面特性与蛋白吸附142

6.3.3蛋白和基体材料的相互作用143

6.3.4纳米生物材料对蛋白特异性吸附144

6.4小结146

参考文献146

第7章 共聚焦显微镜技术157

7.1基本原理和主要部件157

7.2操纵步骤及注意事项163

7.3组织重建中的主要应用164

7.3.1材料的细胞相容性检测164

7.3.2重建细胞-材料3D结构167

7.3.3体内组织重建的荧光成像169

7.4全内反射荧光显微术检测膜蛋白运动170

7.4.1全内反射荧光显微镜技术171

7.4.2活细胞中生物单分子探测173

7.4.3荧光探针及标记方法173

7.4.4质膜蛋白质复合物组学研究176

7.4.5质膜蛋白质复合物图像研究177

参考文献180

第8章 FRET活细胞分子信号检测技术187

8.1简介187

8.2荧光蛋白188

8.2.1野生型GFP188

8.2.2野生型GFP衍生物及其他的短波长荧光蛋白188

8.2.3 DsRed及其衍生物，以及其他具有相对较长波长的荧光蛋白191

8.2.4光激活/光转化荧光蛋白193

8.2.5环化后序列改变荧光蛋白196

8.2.6其他的荧光蛋白197

8.3依赖荧光蛋白的影像技术198

8.3.1荧光共振能量转移技术198

8.3.2荧光寿命成像显微术200

8.3.3检测分子运动的显微技术200

8.3.4生色辅助光失活202

8.4生物力学研究中用荧光蛋白作为标记分子202

8.4.1细胞器的定位和形态变化203

8.4.2监测细胞骨架的动态变化204

8.4.3胞内信号分子的动态示踪204

8.4.4监测基因表达207

8.5 FRET的应用研究207

8.5.1生物力学中的信号时空定量208

8.5.2光脱色荧光恢复在力学生物学研究中的应用211

8.6荧光蛋白在力学生物学研究3D环境中的应用211

8.7结论和展望212

参考文献213