《Introduction to Biomaterials : Basic Theory with Engineering Applications》书评

材料科学与工程学院 吴泽鑫

概述

《Introduction to Biomaterials : Basic Theory with Engineering Applications》中文译名为《生物材料导论：基础理论与工程应用》，由德克萨斯大学圣安东尼奥分校的C.Mauli Agrawa教授、Joo L. Ong教授、Mark R. Appleford教授和南达科他大的Gopinath Mani教授共同编辑。本书于2014年由剑桥大学出版社首次出版，出版地点为美国纽约。本书一共422页，包括13个章节。

图书的总体构架、体例及内容简介

本书包括：序言、正文、索引。

序言：序言阐述了生物材料发展的重要性，并明确了编写本书的目的。

内容简介：

第一章 引言

本章节共七个小节。第一节介绍了生物材料的定义。第二节介绍了生物材料研究重点的发展。第三节介绍了材料中的键的种类：金属键、离子键、共价键、范德华力、氢键等。第四节介绍了材料的种类：陶瓷、金属、高分子、复合材料。第五节介绍了生物材料的作用。第六节介绍了生物材料的未来发展。最后，本章以总结部分回顾了核心内容。

第二章 材料的基本特性

本章共四个小节。第一节介绍了材料的机械特性，重点介绍了拉伸测试、压缩测试、剪切测试、弯曲测试等测试，以及粘弹性行为、延性脆性断裂、应力集中、断裂韧性、疲惫等现象。第二节介绍了电化学特性，重点介绍了腐蚀。第三节介绍了表面特性，重点介绍了接触角、硬度。第四节是总结。

第三章 生物体系

本章共九个小节。第一节介绍了生物环境。第二节介绍了遗传调控系统。第三节介绍了质膜。第四节介绍了细胞骨架及其运动机制。第五节介绍了细胞间交流通道。第六节介绍了细胞的连接方式。第七节介绍了细胞信号通路。第八节介绍了生物测试技术。第九节是总结。

第四章 生物材料的特性

本章共十个小节。第一节介绍了生物材料的接触角测试。第二节介绍了生物材料的红外光谱的测试方法，包括衰减全反射技术、镜面反射率技术、红外反射吸收光谱法、漫反射红外傅里叶变换光谱法等。第三节介绍了生物材料的X射线光电子能谱法。第四节介绍了生物材料的二次离子质谱分析。第五节介绍了原子力显微技术在生物材料的应用。第六节介绍了扫描电子显微技术在生物材料的应用。第七节介绍了传输电子显微技术在生物材料的应用。第八节介绍了x射线衍射技术在生物材料的应用。第九节介绍了层析法在生物材料的应用。第十节介绍了总结。

第五章 金属：结构和特性

本章共七个小节。第一节介绍了钛及其合金。第二节介绍了不锈钢。第三节介绍了钴铬合金。第四节介绍了镍钛合金。第五节介绍了钽材料。第六节介绍了镁材料。第七节是总结。

第六章 高分子

本章共七个小节。第一节介绍了高分子材料的分子结构。第二节介绍了分子聚合类型。第三节介绍了高分子材料的物理状态，重点介绍了非晶相和晶相的区别。第四节介绍了常见的高分子生物材料，包括聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、聚乙醇酸和聚己内酯等。第五节介绍了水凝胶。第六节介绍了纳米高分子材料。第七节是总结。

第七章 陶瓷

本章共五个小节。第一节介绍了陶瓷的一般特性。第二节介绍了陶瓷的分类。第三节介绍了生物陶瓷。第四节介绍了纳米陶瓷。第五节是总结。

第八章 天然生物材料

本章共十个小节。第一节介绍了胶原蛋白。第二节介绍了弹性蛋白。第三节介绍了丝绸。第四节介绍了壳聚糖。第五节介绍了纤维素。第六节介绍了海藻酸盐。第七节介绍了透明质酸。第八节介绍了硫酸软骨素。第九节介绍了珊瑚。第十节是总结。

第九章 表面修饰

本章共十个小节。第一节介绍了喷砂。第二节介绍了等离子体辉光放电处理。第三节介绍了热喷涂。第四节介绍了物理气相沉积。第五节介绍了化学气相沉积。第六节介绍了嫁接。第七节介绍了自组织单层的概念与应用。第八节介绍了逐层组装。第九节是总结。

第十章 生物医用植入物的消毒

    本章共七个小节。第一节介绍了相关的常用术语。第二节介绍了蒸汽灭菌。第三节介绍了环氧乙烷灭菌。第四节介绍了伽马射线灭菌。第五节介绍了其他灭菌方法，如干热灭菌、甲醛和戊二醛处理、酚醛和亚氯盐溶液处理、紫外辐射、电子束杀菌等。第六节介绍了发展中的灭菌方式。第七节是总结。

第十一章 细胞-生物材料相互作用

本章共五个小节。第一节介绍了细胞外环境。第二节介绍了细胞外基质模拟。第三节介绍了细胞与非细胞底物的相互作用。第四节介绍了生物相容性试验和技术。第五节是总结。

第十二章 药物传输系统

本章共六个小节。第一节介绍了扩散控制的药物传输系统。第二节介绍了水渗透控制的药物传输系统。第三节介绍了化学控制的药物传输系统。第四节介绍了响应性药物传输系统。第五节介绍了聚合物微粒、聚合物微细胞、脂质体等微粒系统。第六节是总结。

第十三章 组织工程

本章共十一个小节。第一节介绍了组织工程方法。第二节介绍细胞在组织工程中的作用。第三节介绍支架性能。第四节介绍了高分子支架的制造。第五节介绍了天然聚合物支架的制造。第六节介绍了陶瓷支架的制造。第七节介绍了支架架构评价。第八节介绍了细胞接种支架。第九节介绍了细胞和组织特性的评估。第十节介绍了组织工程未来需要面对的挑战。第十一节是小结。

第十四章 临床应用

    本章共十个小节。第一节介绍了心血管辅助装置。第二节介绍了心血管支架。第三节介绍了牙齿修复。第四节介绍了牙科植入物。第五节介绍了神经假体。第六节介绍了眼科相关材料。第七节介绍了骨科植入物。第八节介绍了肾脏相关材料。第九节介绍了皮肤相关材料应用。第十节是小节。

二．图书撰写特点

1 内容简明扼要，涵盖面广

    本书一共四百余页，包含了12个章节。书本的内容简明扼要，作者用简洁的篇幅涵盖了生物材料领域的广泛知识，详尽介绍了多种不同类型的生物材料，并对关键公式和概念进行了清晰的总结。考虑到本书的目标读者为初学者，尤其是刚接触生物材料的学生，编写逻辑上在广度与深度之间取得了平衡，所选内容既具有广泛性，又易于理解。

2 注重材料应用的介绍

针对本书的读者，作者详细讨论了细菌、表面改性、细胞-生物材料相互作用、药物递送系统和组织工程等实际应用问题，引导读者思考生物材料优势和局限性。

3 栏目设计独出心裁

本书中有几个特别的设计：“goals”、“problem”和“suggested reading”。每章开始时都有“goals”栏目，仿佛与作者对话，明确本章的学习目标。在部分章节的末尾，设有“problem”和“suggested reading”栏目，鼓励读者深入学习和思考感兴趣的主题。作为一本导论书籍，这些设计使其更具全面性，充分考虑了读者的需求。

三．结语

综上所述，《Introduction to Biomaterials: Basic Theory with Engineering Applications》在编排逻辑上清晰明了，针对目标读者群体进行了精心的排版设计和内容选取。书中涉及的知识点难度适中，阅读门槛较低。读者通过本书可以全面了解生物材料的基本概念、独特应用性能及其局限性。该教材适合但不限于生物学、材料学等相关学科的低年级大学生以及相关领域的研究人员。

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纸本书索书号：R318.08/I61.4

馆址：国际校区-国际-新工科阅览区（2楼）