生物礦化

內(nèi)容概要

　　《清華大學(xué)學(xué)術(shù)專著：生物礦化（第2版）》對(duì)生物礦化的過程、原理及相關(guān)研究作了較全面的介紹，其中不僅包括對(duì)天然礦物、礦化過程及機(jī)理的基本介紹，并對(duì)植物的生物硅化作了特別介紹。同時(shí)，本書介紹了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目對(duì)生物礦化的一些最新研究成果，如生物礦化的細(xì)胞調(diào)控和基因調(diào)控的相關(guān)內(nèi)容，最后對(duì)病理礦化、仿生礦化模擬作了簡要介紹。本書對(duì)天然材料(骨骼和牙齒等)、仿生材料、復(fù)合新材料的研究領(lǐng)域中有關(guān)生物礦化的工作能起較好的參考和指導(dǎo)作用?！　　肚迦A大學(xué)學(xué)術(shù)專著：生物礦化（第2版）》在第1版的基礎(chǔ)上作了修訂，相對(duì)于第1版新增加了病理結(jié)石、牙本質(zhì)礦化過程與細(xì)胞活動(dòng)、牙釉質(zhì)的發(fā)育及其生物礦化、光合生物體內(nèi)的二氧化硅等內(nèi)容?！　　肚迦A大學(xué)學(xué)術(shù)專著：生物礦化（第2版）》面對(duì)廣大的材料科學(xué)、生物工程、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究人員。對(duì)納米醫(yī)藥課題有興趣的人員，也是本書潛在的讀者群。

書籍目錄

第1章 生物中的礦物1.1 天然生物礦物的種類1.1.1 碳酸鈣1.1.2 磷酸鈣1.1.3 氧化鐵與硫化鐵1.1.4 硅石類1.2 幾種典型的天然生物礦物1.2.1 貝殼的結(jié)構(gòu)與高韌性1.2.2 魚耳石1.2.3 骨1.2.4 牙1.2.5 病理結(jié)石1.2.6 象牙1.2.7 蛋殼1.2.8 棘皮動(dòng)物1.3 天然生物礦物的形貌特征1.3.1 對(duì)稱性破壞1.3.2 生長方向調(diào)節(jié)1.3.3 有機(jī)支架1.3.4 囊泡在硅藻和放射蟲礦化中的作用1.3.5 多細(xì)胞生物1.3.6 討論1.4 天然生物礦物的結(jié)構(gòu)特征1.4.1 分級(jí)結(jié)構(gòu)1.4.2 預(yù)構(gòu)建1.4.3 高度有序的自組裝1.4.4 多級(jí)過程參考文獻(xiàn)第2章 生物礦化中的結(jié)晶原理2.1 晶體生長基礎(chǔ)2.1.1 結(jié)晶過程中的熱力學(xué)2.1.2 成核2.1.3 成核動(dòng)力學(xué)2.1.4 晶體生長動(dòng)力學(xué)2.1.5 納米組裝2.1.6 前驅(qū)相和相轉(zhuǎn)化2.2 生物礦化的調(diào)控途徑2.2.1 晶體與臺(tái)階的形貌2.2.2 生物礦化中的晶面識(shí)別2.2.3 生物礦化中的晶體生長2.3 界面能量控制2.3.1 界面能和晶體生長2.3.2 接觸角和Young's公式2.3.3 界面能和生物結(jié)合界面2.3.4 界面能和相轉(zhuǎn)化2.3.5 相轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)控制2.3.6 晶體組裝的控制2.4 納米溶解2.4.1 溶解過程中的臺(tái)階行為2.4.2 納米顆粒的穩(wěn)定性參考文獻(xiàn)第3章 有機(jī)基質(zhì)調(diào)控生物礦化3.1 有機(jī)基體作為機(jī)械構(gòu)架3.2 大分子和有機(jī)基質(zhì)——一個(gè)普適的模型3.3 有機(jī)基質(zhì)誘導(dǎo)成核3.3.1 界面處的分子識(shí)別3.3.2 靜電積累3.3.3 表面形貌3.3.4 結(jié)構(gòu)匹配——幾何模型3.3.5 立體化學(xué)模型3.4 有限反應(yīng)空間中的化學(xué)合成3.4.1 囊泡……第4章 生物礦化的細(xì)胞調(diào)控第5章 生物礦化與基因調(diào)控第6章 牙釉質(zhì)的發(fā)育及其生物礦化第7章 病理性礦化I——與骨質(zhì)減少和血管鈣化有關(guān)的生物礦化第8章 病理性礦化Ⅱ——結(jié)石與牙的病理礦化第9章 光合生物體內(nèi)的二氧化硅向人體內(nèi)鈣化學(xué)習(xí)——寫在書后索引

章節(jié)摘錄

　　因此白細(xì)胞介素-6的增加以及破骨細(xì)胞對(duì)這一細(xì)胞分裂素應(yīng)答能力的增加可能導(dǎo)致由白細(xì)胞介素-6產(chǎn)生的刺激破骨細(xì)胞形成和活化作用的自身放大，從而加快了骨吸收。另外，白細(xì)胞介素-6還參與提高多發(fā)性骨髓瘤、類風(fēng)濕和Vanishingme骨病的骨吸收?！　〈送庖恍?dǎo)致骨局部異常吸收的患者通常與腫瘤和炎癥病變有關(guān)。腫瘤細(xì)胞和炎癥細(xì)胞分泌大量細(xì)胞分裂素、前列腺素和其他增強(qiáng)破骨細(xì)胞吸收功能的局部因子，這一作用間接受成骨細(xì)胞的介導(dǎo)。這些因子促進(jìn)破骨細(xì)胞吸收的另一個(gè)途徑可能是通過釋放蛋白水解酶降解覆蓋在骨表面的有機(jī)基質(zhì)，這可活化破骨細(xì)胞的骨吸收。炎癥細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞分泌的前列腺素、細(xì)胞分裂素和生長因子可能還通過成骨細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞來調(diào)節(jié)破骨前體細(xì)胞向破骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。巨噬細(xì)胞是宿主細(xì)胞中對(duì)腫瘤和炎癥產(chǎn)生應(yīng)答的主要細(xì)胞成分。在炎癥區(qū)由于細(xì)胞分裂素的刺激，腫瘤細(xì)胞和成骨細(xì)胞產(chǎn)生化學(xué)趨化蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)誘導(dǎo)單核細(xì)胞向炎癥區(qū)遷移。如上所述，在骨外正常組織和不正常組織中的巨噬細(xì)胞群中有一些巨噬細(xì)胞遺傳表現(xiàn)型，能分化成功能成熟的破骨細(xì)胞。這種分化與由造血組織產(chǎn)生的破骨前體細(xì)胞向破骨細(xì)胞分化所需要的細(xì)胞和激素條件一樣，這些巨噬細(xì)胞也只有在有成骨細(xì)胞或其他基質(zhì)細(xì)胞存在的條件下才能分化為破骨細(xì)胞?！　〗M織巨噬細(xì)胞不是同源細(xì)胞，在形態(tài)、功能、免疫、遺傳表現(xiàn)以及酶組織化學(xué)等方面都是異質(zhì)性的。這種異質(zhì)性也表現(xiàn)在增殖能力上，有將近5%的組織巨噬細(xì)胞能進(jìn)一步分裂。根據(jù)這一現(xiàn)象可以推論，含有較多巨噬細(xì)胞的組織，必有較多的能向破骨細(xì)胞分化的未成熟細(xì)胞。由于許多溶骨性疾病存在有較嚴(yán)重的巨噬細(xì)胞浸潤，所以這種巨噬一破骨細(xì)胞分化機(jī)制代表一種不正常的骨吸收形式?，F(xiàn)在不僅證明人腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞可分化為破骨細(xì)胞，而且也有實(shí)驗(yàn)證明人單核細(xì)胞、腹膜巨噬細(xì)胞、游離移植物包裹膜衍生的巨噬細(xì)胞、乳腺癌衍生的巨噬細(xì)胞和風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎滑膜衍生的巨噬細(xì)胞都可分化為成熟的破骨細(xì)胞，進(jìn)行強(qiáng)烈的陷窩骨吸收。因此，巨噬一破骨細(xì)胞的分化，在有些情況下，如炎癥肉芽腫、關(guān)節(jié)成型術(shù)或大量移植物碎片引起的巨噬細(xì)胞反應(yīng)等，可能是巨噬細(xì)胞除了分泌體液因子刺激破骨細(xì)胞的骨吸收以外的另外一種促進(jìn)骨吸收的形式?！　×硗?，骨外炎癥細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞單獨(dú)在骨片上培養(yǎng)時(shí)也能引起輕微的骨吸收，其特點(diǎn)是使骨表面變粗糙，暴露出礦化的膠原纖維，它與破骨細(xì)胞引起的骨吸收的區(qū)別在于后者在骨上形成邊界清晰的可測(cè)深度的凹陷?？梢栽O(shè)想，單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞在沒有遇到進(jìn)行破骨細(xì)胞分化所需要的細(xì)胞和激素條件之前，便進(jìn)行著這種類型的骨吸收。　　……

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