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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GFP 188

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