組織誘導(dǎo)性生物材料國際發(fā)展動(dòng)態(tài)

前言

　　生物醫(yī)用材料（Biomedical materials），又稱生物材料（Biorrlaterials），是用于診斷、治療、修復(fù)或替換人體組織或器官或增進(jìn)其功能的一類高技術(shù)新材料。生物醫(yī)用材料涉及億萬人的健康，其作用藥物所不能替代，但與藥品一樣是保障人類健康的必需品，是構(gòu)成當(dāng)代醫(yī)學(xué)的兩大支柱——生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程——的重要基礎(chǔ)，占有生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品（醫(yī)療器械）市場(chǎng)的40％以上，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)中涉及學(xué)科最為廣泛的多學(xué)科交叉領(lǐng)域。　　生物醫(yī)用材料的研發(fā)與應(yīng)用雖已取得極大的成功，但長期臨床應(yīng)用亦暴露出不少問題，根本原因是基本上以“異物”存在于體內(nèi)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)正在向再生和重建被損壞的人體組織和器官、恢復(fù)和增進(jìn)人體生理功能，個(gè)性化和微創(chuàng)傷治療等方向發(fā)展，常規(guī)生物醫(yī)用材料已不能滿足醫(yī)學(xué)發(fā)展的要求，其時(shí)代正在過去。賦予材料生物結(jié)構(gòu)和生物功能，以充分調(diào)動(dòng)人體自我康復(fù)能力，誘導(dǎo)被損壞的組織／器官再生、或恢復(fù)和增進(jìn)其生物功能，實(shí)現(xiàn)病變或缺損組織的永久康復(fù)，已是當(dāng)代生物醫(yī)學(xué)材料科學(xué)與工程發(fā)展重點(diǎn)和前沿，傳統(tǒng)生物材料改進(jìn)和技術(shù)更新的方向?！　〉?，一般觀點(diǎn)認(rèn)為無生命的生物醫(yī)用材料不可能具有誘導(dǎo)組織再生的生物功能，只有活性生物物質(zhì)才可能誘導(dǎo)組織形成。基于國家“973”計(jì)劃的支持，我國學(xué)者發(fā)現(xiàn)并確證了一定組成和結(jié)構(gòu)的生物材料可誘導(dǎo)骨的形成，提出了機(jī)理假說；研發(fā)出國際新一代人工骨——骨誘導(dǎo)人工骨，獲國家食品藥品監(jiān)督管理局頒發(fā)的生產(chǎn)注冊(cè)證，并應(yīng)用于臨床，獲2007年度的國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。進(jìn)一步研究又發(fā)現(xiàn)生物材料可誘導(dǎo)軟骨及其他非骨組織的形成，在此基礎(chǔ)上，與國際生物材料科學(xué)家共同提出了組織誘導(dǎo)性生物醫(yī)用材料（Tissue Inducing Biomaterials），即可直接誘導(dǎo)有生命的組織再生的生物材料。隨著研究的深入，組織誘導(dǎo)性生物材料的研究已成為國際生物材料科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，進(jìn)一步研究可望開拓生物醫(yī)用材料科學(xué)與工程發(fā)展的新方向?！　榱诉M(jìn)一步推動(dòng)我國組織誘導(dǎo)性生物材料的研究，深入揭示材料組織誘導(dǎo)作用的分子機(jī)制，建立組織誘導(dǎo)性生物醫(yī)用材料的設(shè)計(jì)原理和制造方法學(xué)，形成較為完整生物醫(yī)用材料組織誘導(dǎo)作用理論體系，我們查閱了近十年來在此領(lǐng)域的國際研究進(jìn)展，編寫了本書，供熱情關(guān)注生物醫(yī)用材料研發(fā)和應(yīng)用的科技工作者、臨床醫(yī)生、研究生及相關(guān)人員參考。希望通過本書能為促進(jìn)我國生物醫(yī)用材料科學(xué)與工程的快速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

內(nèi)容概要

本書是第一部綜述組織誘導(dǎo)性生物醫(yī)用材料及其相關(guān)領(lǐng)域近10年來研究進(jìn)展的學(xué)術(shù)專著，參與編寫本書的九所高等學(xué)校相關(guān)專家分別從不同角度敘述了應(yīng)用組織誘導(dǎo)性生物材料再生和重建軟骨、皮膚、中樞和周圍神經(jīng)，以及血管／微血管、血管內(nèi)膜組織的國際動(dòng)態(tài)。    全書共分12章，第1—2章分別敘述了組織誘導(dǎo)性生物材料、生物活性材料誘導(dǎo)被損壞的組織再生的誘導(dǎo)作用；第3～4章介紹了軟骨修復(fù)及誘導(dǎo)性材料；第5～6章介紹了皮膚原位誘導(dǎo)再生材料；第7～8章介紹了生物活性材料及其血管誘導(dǎo)再生；第9～10章介紹了抗凝血功能化表面構(gòu)建與組織誘導(dǎo)；第11～12章介紹了神經(jīng)組織修復(fù)與再生及生物材料對(duì)其的誘導(dǎo)作用。    本書基于國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（國家“973”計(jì)劃）“組織誘導(dǎo)性生物醫(yī)用材料基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目的進(jìn)展，立足于組織誘導(dǎo)性生物醫(yī)用材料研究的國際前沿，為開拓生物醫(yī)用材料科學(xué)與工程發(fā)展的新方向，進(jìn)一步促進(jìn)我國在這一領(lǐng)域的深入研究提供參考。

書籍目錄

前言第1章  生物誘導(dǎo)性材料  1.1  引言  1.2  組織誘導(dǎo)再生體系的類型    1.2.1  只有體細(xì)胞參與的類型    1.2.2  體細(xì)胞與成體干細(xì)胞同時(shí)參與的類型    1.2.3  只有胚胎干細(xì)胞參與的類型  1.3  干細(xì)胞分化過程的基礎(chǔ)研究    1.3.1  分化過程的跟蹤    1.3.2  干細(xì)胞增殖與分化的調(diào)控  1.4  生物誘導(dǎo)性材料體系  1.5  結(jié)束語  參考文獻(xiàn)第2章  生物活性材料的誘導(dǎo)作用  2.1  引言  2.2  生物活性材料誘導(dǎo)的概念  2.3  生物活性材料的誘導(dǎo)過程  2.4  生物活性材料誘導(dǎo)作用的應(yīng)用研究  2.5  結(jié)束語  參考文獻(xiàn)第3章  軟骨修復(fù)及誘導(dǎo)性材料的現(xiàn)狀和進(jìn)展  3.1  軟骨的組成結(jié)構(gòu)及細(xì)胞外基質(zhì)  3.2  軟骨損傷及修復(fù)現(xiàn)狀  3.3  軟骨組織工程研究進(jìn)展_    3.3.1  種子細(xì)胞    3.3.2  支架材料    3.3.3  生長因子    3.3.4  軟骨組織工程研究中存在的問題  3.4  組織誘導(dǎo)材料的提出以及軟骨誘導(dǎo)材料的研究    3.4.1  材料誘導(dǎo)軟骨的可行性    3.4.2  材料誘導(dǎo)軟骨的應(yīng)用及存在的問題  參考文獻(xiàn)第4章  關(guān)節(jié)軟骨組織誘導(dǎo)材料的國際發(fā)展動(dòng)態(tài)  4.1  關(guān)節(jié)軟骨概述    4.1.1  軟骨結(jié)構(gòu)    4.1.2  關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞    4.1.3  軟骨基質(zhì)成分與功能  4.2  臨床關(guān)節(jié)軟骨的治療方法  4.3  復(fù)合軟骨／骨組織修復(fù)材料的研究進(jìn)展  4.4  一體化的關(guān)節(jié)軟骨／骨復(fù)合修復(fù)體    4.4.1  一體化修復(fù)體的結(jié)構(gòu)    4.4.2  一體化修復(fù)體的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)  4.5  未來關(guān)節(jié)軟骨／骨誘導(dǎo)修復(fù)材料的發(fā)展方向  參考文獻(xiàn)第5章  皮膚原位誘導(dǎo)再生材料：進(jìn)展與問題  5.1  皮膚修復(fù)材料的研究背景與發(fā)展歷程  5.2  原位誘導(dǎo)皮膚再生材料的研究進(jìn)展    5.2.1  國外原位誘導(dǎo)皮膚再生材料進(jìn)展    5.2.2  國內(nèi)原位誘導(dǎo)皮膚再生材料研究進(jìn)展  5.3  皮膚原位誘導(dǎo)再生的關(guān)鍵科學(xué)問題與材料設(shè)計(jì)    5.3.1  原位誘導(dǎo)血管化    5.3.2  原位誘導(dǎo)細(xì)胞遷移  5.4  皮膚再生材料存在的問題與展望  參考文獻(xiàn)第6章  皮膚組織誘導(dǎo)性生物醫(yī)用材料研究進(jìn)展  6.1  皮膚組織誘導(dǎo)性生物醫(yī)用材料的研究與開發(fā)    6.1.1  生物材料在修復(fù)皮膚缺損過程中可能發(fā)揮的作用    6.1.2  誘導(dǎo)真皮組織修復(fù)的材料    參考文獻(xiàn)  6.2  皮膚修復(fù)過程中材料血管化誘導(dǎo)研究    6.2.1  血管新生研究的進(jìn)展    6.2.2  皮膚修復(fù)中的血管新生    6.2.3  生物材料中的血管新生    參考文獻(xiàn)  6.3  干細(xì)胞與組織誘導(dǎo)性皮膚修復(fù)材料研究    6.3.1  人工皮膚與干細(xì)胞    6.3.2  干細(xì)胞與皮膚損傷修復(fù)    6.3.3  存在的問題及前景展望    參考文獻(xiàn)  6.4  皮膚組織誘導(dǎo)性為目標(biāo)的材料生物學(xué)改性    參考文獻(xiàn)  6.5  絲素蛋白醫(yī)用生物材料引發(fā)免疫應(yīng)答的研究    參考文獻(xiàn)第7章  血管生長相關(guān)“組織誘導(dǎo)”材料  7.1  研究背景及意義  7.2  國際研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)    7.2.1  起治療作用的藥物、基因    7.2.2  起基因傳遞作用的基因載體（高分子載體）    7.2.3  起組織工程支架及控制釋放作用的高分子支架材料  7.3  結(jié)語  參考文獻(xiàn)第8章  生物活性材料的誘導(dǎo)血管再生研究進(jìn)展  8.1  血管再生的重要性及其途徑  8.2  血管再生相關(guān)的細(xì)胞及生長因子    8.2.1  血管內(nèi)皮祖細(xì)胞（Endothelial Progenitor cell，EPC）    8.2.2  血管再生相關(guān)的細(xì)胞因子  8.3  誘導(dǎo)血管再生的策略    8.3.1  細(xì)胞治療    8.3.2  細(xì)胞因子治療    8.3.3  基因治療  8.4  血管再生治療中的生物活性材料    8.4.1  血管再生基因治療的載體    8.4.2  生物活性材料及其支架  8.5  血管網(wǎng)絡(luò)的誘導(dǎo)再生  8.6  血管再生治療的有效性和安全性  8.7  展望  參考文獻(xiàn)第9章  抗凝血功能化表面的構(gòu)建  9.1  引言  9.2  支架材料的設(shè)計(jì)與加工    9.2.1  材料的選擇    9.2.2  血管支架材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工  9.3  材料表面抗凝血修飾  9.4  組織再生微環(huán)境的構(gòu)建    9.4.1  生長因子的復(fù)合    9.4.2  可釋放NO的新血管材料    9.4.3  轉(zhuǎn)基因技術(shù)（GeneTransfection）  9.5  內(nèi)皮祖細(xì)胞捕捉和快速內(nèi)皮化    9.5.1  材料表面固定內(nèi)皮細(xì)胞特征抗體    9.5.2  材料表面固定RGD等多肽    9.5.3  材料表面固定核酸適配體（Aptamer）    9.5.4  其他修飾方法    9.5.5  EPC動(dòng)員  9.6  結(jié)束語  參考文獻(xiàn)第10章  血管支架表面功能化改性及表面誘導(dǎo)的國際發(fā)展動(dòng)態(tài)  10.1  引言  10.2  表面抗凝血改性    10.2.1  構(gòu)建抗凝惰性表面    10.2.2  構(gòu)建抗凝活性表面    10.2.3  構(gòu)建仿生化抗凝表面  10.3  表面抗增生改性    10.3.1  無聚合物藥物涂層支架    10.3.2  聚合物藥物涂層支架  10.4  表面內(nèi)皮化改性與組織誘導(dǎo)    10.4.1  體外內(nèi)皮化的發(fā)展和局限    10.4.2  體內(nèi)內(nèi)皮化的機(jī)制    10.4.3  體內(nèi)內(nèi)皮化的研究進(jìn)展  10.5  問題和展望  參考文獻(xiàn)第11章  誘導(dǎo)中樞神經(jīng)再生的材料研究進(jìn)展*  11.1  引言  11.2  中樞神經(jīng)再生材料    11.2.1  腦再生材料    11.2.2  脊髓再生材料  11.3  生物材料復(fù)合神經(jīng)干細(xì)胞的研究  11.4  展望  參考文獻(xiàn)第12章  用于周圍神經(jīng)組織修復(fù)的生物材料研究進(jìn)展  12.1  引言  12.2  組織再生  12.3  組織誘導(dǎo)生物材料與組織傳導(dǎo)生物材料的區(qū)別  12.4  周圍神經(jīng)修復(fù)材料國外研究進(jìn)展    12.4.1  生物衍生材料    12.4.2  非降解材料    12.4.3  可降解材料  12.5  國內(nèi)研究進(jìn)展    12.5.1  生物衍生材料    12.5.2  可降解材料    12.5.3  武漢理工大學(xué)神經(jīng)修復(fù)材料的研究進(jìn)展  12.6  展望  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　生物材料對(duì)細(xì)胞和組織具有多種重要的作用和復(fù)雜的影響，材料的組成和形態(tài)直接或間接對(duì)細(xì)胞的貼附、生長、增殖、凋亡、遷移和誘導(dǎo)等起著至關(guān)重要的作用?！　”疚奶岢觥吧锘钚圆牧系恼T導(dǎo)”概念并簡述了生物活性材料的制備、誘導(dǎo)過程以及應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展?！　?.2 生物活性材料誘導(dǎo)的概念　　機(jī)體損傷和疾病康復(fù)過程中受損組織或器官的修復(fù)與重建是目前生物學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)面臨的重大難題。據(jù)報(bào)道，全世界每年約有上千萬人遭受各種形式的創(chuàng)傷，有數(shù)百萬人因疾病康復(fù)過程中重要器官發(fā)生纖維化而導(dǎo)致功能喪失，迫切希望進(jìn)行各種器官移植?！　∧承┤梭w器官一旦遭到損傷就需要進(jìn)行修復(fù)或再生，否則會(huì)危及人的生命。人工器官的出現(xiàn)和發(fā)展為患者解憂治病做出了巨大的貢獻(xiàn)。例如用人工關(guān)節(jié)、人工起搏器、人工肝腎解毒裝置、人工血管及支架等代替受損器官，對(duì)患者起到了積極治療作用。但是目前人工器官無論制作得多么先進(jìn)和精細(xì)，在生物功能、安全和耐用性等方面都與人體自身器官的性能相差甚遠(yuǎn)?！　?0世紀(jì)90年代以來，隨著細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、免疫學(xué)以及遺傳學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的迅猛發(fā)展，以及干細(xì)胞和組織工程技術(shù)在現(xiàn)代基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究和臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，誕生了再生醫(yī)學(xué)_1]，它是用創(chuàng)新的醫(yī)療手段誘導(dǎo)自身的修復(fù)能力、重建受損組織或器官。再生醫(yī)學(xué)修復(fù)重建受損組織或器官有3條主要途徑，其中一個(gè)方法是在體內(nèi)用生物材料刺激細(xì)胞（干細(xì)胞）使其遷移、增殖、分化，對(duì)組織進(jìn)行修復(fù)和重建。因此深入研究生物材料對(duì)細(xì)胞行為的作用機(jī)制，對(duì)發(fā)展和完善再生醫(yī)學(xué)這一新興領(lǐng)域具有重大理論和應(yīng)用意義。

編輯推薦

　　《組織誘導(dǎo)性生物材料國際發(fā)展動(dòng)態(tài)》特色：第一部綜述組織誘導(dǎo)性生物醫(yī)用材料及其相關(guān)領(lǐng)域研究進(jìn)展的學(xué)術(shù)專著。將基礎(chǔ)研究工作與實(shí)際臨床應(yīng)用緊密結(jié)合。結(jié)構(gòu)簡潔緊湊，按研究對(duì)象逐章進(jìn)行綜述。適合生物醫(yī)學(xué)工程、生物材料及相關(guān)領(lǐng)域的人員參考閱讀。

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