医用可降解水凝胶材料 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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谈华平 著

图书标签:

• 医用材料
• 可降解材料
• 水凝胶
• 生物材料
• 组织工程
• 药物递送
• 生物医学工程
• 高分子材料
• 材料科学
• 再生医学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030537959

版次：1

商品编码：12129591

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

页数：216

字数：270000

正文语种：中文

内容简介

《医用可降解水凝胶材料》以组织工程和再生医学为应用背景，分别介绍离子交联、热致相转变、碱基配对、分子特异性识别、共轭反应、自由基聚合和酶反应等医用可降解水凝胶材料的制备技术和交联原理。简单介绍医用可降解水凝胶材料已经取得的一些科研成果，重点阐述可注射型组织工程支架材料和药物载体材料的制备、改性和应用，其中的许多原则和技术也适用于其他生物材料和再生医学材料的设计和制备。

目录

前言
第1章 绪论 1
1.1 医用水凝胶 1
1.2 医用可降解水凝胶 1
1.2.1 基体材料 2
1.2.2 交联机理 2
1.3 医用可降解水凝胶的应用 5
1.3.1 细胞支架 5
1.3.2 药物载体 6
参考文献 9
第2章 离子交联型水凝胶 10
2.1 交联原理 10
2.2 水凝胶 12
2.2.1 Alg/HAp水凝胶 12
2.2.2 Alg/HAp/GMs水凝胶 19
2.3 微凝胶 26
参考文献 30
第3章 热致相转变水凝胶 31
3.1 凝胶原理 31
3.2 温敏透明质酸水凝胶 32
3.3 嵌段共聚水凝胶 39
参考文献 41
第4章 碱基配对水凝胶 42
4.1 碱基配对交联原理 42
4.2 可注射水凝胶 43
4.2.1 聚乙二醇水凝胶 43
4.2.2 纤维素与肝素水凝胶 48
4.3 微凝胶 51
4.3.1 透明质酸微凝胶 52
4.3.2 磁性多聚糖微凝胶 53
参考文献 58
第5章 分子特异性结合水凝胶 59
5.1 原理与分类 59
5.2 配体与受体 60
5.3 DNA促旋酶与香豆霉素 61
5.3.1 微凝胶材料 61
5.3.2 活性表面材料 63
5.4 葡萄糖与伴刀豆球蛋白A 67
5.5 生物素与结合素 72
5.6 肝素与肝素结合蛋白 76
参考文献 80
第6章 席夫碱交联水凝胶 82
6.1 席夫碱反应机理 82
6.2 氧化透明质酸的应用 83
6.2.1 壳聚糖与透明质酸水凝胶 83
6.2.2 葡萄糖响应性水凝胶 87
6.2.3 地塞米松接枝水凝胶 88
6.3 氧化海藻酸钠的应用 91
6.3.1 海藻酸钠与壳聚糖水凝胶 91
6.3.2 微球填充水凝胶 99
6.4 氧化硫酸软骨素的应用 108
6.4.1 硫酸软骨素与壳聚糖水凝胶 109
6.4.2 明胶微球填充水凝胶 115
6.5 氧化纤维素的应用 122
6.5.1 纤维素/壳聚糖水凝胶 122
6.5.2 微球复合水凝胶 132
6.6 氧化葡聚糖的应用 142
参考文献 143
第7章 第尔斯-阿尔德加成水凝胶 145
7.1 交联原理 145
7.2 透明质酸水凝胶 145
7.3 地塞米松在水凝胶中的固定 149
7.4 透明质酸微凝胶 154
参考文献 159
第8章 点击化学水凝胶 160
8.1 交联原理 160
8.2 铜催化交联水凝胶 160
8.3 无铜催化交联水凝胶 166
8.4 无铜点击化学微凝胶 174
参考文献 176
第9章 自由基聚合水凝胶 177
9.1 机理和类型 177
9.2 光引发交联水凝胶 178
9.3 热引发交联水凝胶 182
参考文献 187
第10章 化学助剂交联水凝胶 188
10.1 化学交联剂的类型 188
10.2 京尼平交联水凝胶 188
10.2.1 聚乙二醇水凝胶 188
10.2.2 透明质酸水凝胶 192
10.3 戊二醛交联微凝胶 195
10.3.1 明胶微凝胶 196
10.3.2 羧甲基壳聚糖微凝胶 201
参考文献 205

医用可降解水凝胶材料 引言 在现代医学飞速发展的今天，材料科学的进步扮演着至关重要的角色。其中，医用可降解水凝胶材料以其独特的生物相容性、可控的降解速率以及在模拟生物组织方面的卓越潜力，已成为生物医学工程领域的研究热点，并在药物递送、组织工程、伤口愈合等多个方面展现出广阔的应用前景。本书旨在深入探讨医用可降解水凝胶材料的研发、性能表征、生物学效应以及在临床应用中的挑战与机遇，为相关领域的研究人员、工程师和临床医生提供一份详实而全面的参考。 第一章：水凝胶材料基础理论与分类 本章将从基础理论入手，详细阐述水凝胶的定义、结构特点以及形成机理。我们将深入剖析水凝胶网络结构的形成，包括物理交联和化学交联的机制，以及它们对水凝胶宏观性能的影响。此外，还将对水凝胶材料进行系统性的分类，基于其来源（天然高分子、合成高分子）、交联方式（物理交联、化学交联、光交联）、响应性（温度响应、pH响应、电响应、光响应、酶响应）等方面进行详细介绍，并列举各类水凝胶的典型代表，为读者建立清晰的认知框架。 第二章：医用可降解水凝胶的构建策略与合成方法 可降解性是医用材料的关键特性之一，尤其对于植入体而言，其在体内逐渐降解并最终被吸收，可以避免二次手术的痛苦。本章将重点聚焦医用可降解水凝胶的构建策略。我们将详细阐述多种合成方法的原理和操作要点，包括： 基于可降解聚合物单体的聚合： 介绍聚酯、聚氨基酯、聚乙烯醇（PVA）衍生物等可降解单体的聚合机理，以及如何通过控制单体比例、引发剂浓度、反应条件等来调控水凝胶的降解速率和力学性能。 利用可生物降解交联剂： 探讨使用酯键、酰胺键、二硫键、肽键等可被体内酶或特定生理条件降解的交联剂，来构建稳定的水凝胶网络。 物理交联方法： 详细讲解如何利用氢键、范德华力、疏水相互作用、结晶等非共价相互作用形成可逆的水凝胶网络，并讨论其在药物缓释等方面的优势。 点击化学与生物正交反应： 介绍利用高效、特异性的化学反应（如铜催化的叠氮-炔环加成反应、应变促进的叠氮-炔环加成反应、四嗪-烯烃环加成反应等）构建水凝胶，这些反应具有条件温和、产物纯净的特点，特别适合生物体系。 “一锅法”合成技术： 探讨如何通过优化反应步骤，将多个合成过程集成在一个反应体系中，以提高合成效率和产品质量。 第三章：可降解水凝胶的性能表征与调控 水凝胶的性能直接决定了其在特定应用中的可行性。本章将详细介绍评估医用可降解水凝胶的关键性能指标，以及如何通过设计和制备过程来调控这些性能： 溶胀行为： 讲解溶胀比、溶胀动力学、溶胀平衡等参数的测量方法，以及它们如何影响药物释放速率和水凝胶的机械强度。 降解行为： 深入探讨不同降解机制（水解、酶促降解、氧化降解）的表征方法，如失重法、凝胶渗透色谱法（GPC）、核磁共振（NMR）等，以及如何通过调整聚合物链结构、交联密度、pH、温度等因素来控制降解速率。 力学性能： 详细介绍拉伸强度、压缩强度、弹性模量、断裂伸长率等力学参数的测试方法（如万能试验机），并分析交联密度、聚合物链长度、填料添加等对力学性能的影响。 孔隙结构与渗透性： 阐述孔径、孔隙率、气体渗透率等参数的表征，以及它们对物质传输（如药物、营养物质、代谢产物）的影响。 表面性质： 探讨表面形貌、表面能、润湿性等对细胞粘附、增殖和分化的影响，并介绍AFM、SEM、接触角测量等表征手段。 热性能： 介绍DSC、TGA等热分析技术，用于评估水凝胶的热稳定性，这对于某些应用场景（如需要高温处理的消毒过程）尤为重要。 第四章：医用可降解水凝胶在药物递送中的应用 药物递送系统是水凝胶最广泛的应用领域之一。本章将深入探讨医用可降解水凝胶在实现药物靶向性、控释性、提高生物利用度等方面的作用。 缓释与控释机制： 详细分析药物从水凝胶中释放的多种机制，包括扩散控制、溶胀/降解控制、化学键断裂释放等，并介绍如何通过调整水凝胶的性质（交联密度、孔隙度、降解速率）和药物载体（如纳米粒、微球）来设计不同的释放曲线。 靶向药物递送： 探讨如何将靶向分子（如抗体、多肽、配体）偶联到水凝胶上，以实现对特定细胞或组织的靶向性，减少药物的全身毒副作用。 智能响应性药物递送： 详细介绍pH响应性水凝胶在肿瘤部位递送药物，温度响应性水凝胶在体温升高时释放药物，以及其他响应性水凝胶的设计与应用。 多功能药物载体： 探讨如何将药物、成像剂、治疗因子等多种功能集成到同一水凝胶体系中，实现协同治疗。 给药途径： 介绍注射、植入、透皮给药等不同给药方式下，水凝胶的设计考量和应用实例。 第五章：医用可降解水凝胶在组织工程中的应用 组织工程旨在通过生物材料、细胞和生长因子等构建受损或缺失的组织和器官。水凝胶因其能够模拟细胞外基质（ECM）的物理化学环境，成为组织工程支架的理想选择。 模拟ECM环境： 讲解水凝胶如何通过其三维网络结构、水分含量、孔隙度以及表面生物分子修饰，来为细胞提供生存、增殖和分化的适宜微环境。 细胞递送与整合： 探讨如何将细胞直接包埋在水凝胶中，或者利用水凝胶作为细胞的生长培养基，促进细胞的募集、粘附和分布。 生物活性分子的调控释放： 介绍如何将生长因子、细胞因子等生物活性分子负载于水凝胶中，并通过可控释放来调控细胞的行为，促进组织再生。 特定组织的工程构建： 详细介绍水凝胶在骨组织工程、软骨组织工程、皮肤组织工程、神经组织工程、心肌组织工程等领域的具体应用策略和研究进展。例如，在骨组织工程中，可以利用钙离子交联的藻酸盐水凝胶作为支架；在软骨组织工程中，透明质酸水凝胶因其良好的生物相容性和模拟软骨ECM的特性而受到青睐。 生物打印技术与水凝胶： 探讨生物打印技术与水凝胶的结合，如何实现复杂三维结构的精确构建，为组织工程提供高度定制化的解决方案。 第六章：医用可降解水凝胶在伤口愈合与修复中的应用 伤口愈合是一个复杂而精细的生物过程，而医用可降解水凝胶在加速伤口愈合、促进组织再生、预防感染等方面发挥着重要作用。 伤口敷料： 介绍将水凝胶作为伤口敷料的优势，如保持伤口湿润环境、促进上皮细胞迁移、吸收渗液、减少疼痛等。 抗菌水凝胶： 探讨如何将抗菌剂（如银离子、抗菌肽、抗生素）负载到水凝胶中，制备具有抗菌活性的水凝胶敷料，有效预防和治疗伤口感染。 促进血管生成与成纤维细胞增殖： 介绍通过调控水凝胶的组成和性能，刺激伤口微环境中血管内皮生长因子（VEGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）等因子的释放，促进血管生成和肉芽组织形成。 镇痛与抗炎作用： 探讨某些水凝胶本身或负载的药物所带来的镇痛和抗炎效果，从而改善患者的治疗体验。 皮肤再生敷料： 介绍基于水凝胶构建的仿生皮肤支架，用于深部烧伤、慢性溃疡等大面积皮肤缺损的修复。 第七章：医用可降解水凝胶的生物安全性与体内响应 在将水凝胶应用于体内之前，对其生物安全性进行全面评估至关重要。本章将深入探讨以下方面： 生物相容性： 详细介绍评估水凝胶生物相容性的相关标准和方法，包括细胞毒性测试（如MTT法、LDH法）、体内动物模型测试（如皮下植入、腹腔注射）、免疫原性评估等，以及如何通过优化材料组成和表面处理来提高生物相容性。 降解产物的毒性： 重点关注水凝胶在体内降解后产生的产物的安全性，分析其是否会引起炎症反应、免疫排斥或其他不良反应，并探讨如何通过合理选择单体和交联剂来控制降解产物的生物安全性。 体内降解速率与组织整合： 讨论水凝胶在体内实际降解速率与体外实验结果的差异，以及降解速率对组织再生和整合的影响。 免疫学反应： 探讨水凝胶在体内可能引起的免疫学反应，包括异物反应、炎症反应、纤维包膜形成等，并提出相应的规避策略。 第八章：医用可降解水凝胶的临床转化挑战与未来展望 尽管医用可降解水凝胶展现出巨大的应用潜力，但其临床转化仍然面临一系列挑战。本章将对这些挑战进行深入分析，并展望未来的发展方向： 规模化生产与成本控制： 探讨如何实现医用级水凝胶材料的规模化生产，降低生产成本，使其能够广泛应用于临床。 监管审批： 分析医用可降解水凝胶产品在不同国家和地区的监管审批流程和要求，以及如何有效地进行临床试验和注册。 个体化与定制化： 展望未来，医用可降解水凝胶将更加注重个体化和定制化，以满足不同患者的特定需求。 与其他技术的融合： 探讨水凝胶与其他前沿技术（如3D打印、微流控、基因编辑、纳米技术）的融合，创造出更多创新性的医疗解决方案。 多功能与智能化： 展望未来水凝胶将朝着多功能化、智能化方向发展，例如具备自修复能力、可远程调控、能实时监测体内环境的水凝胶。 生物医学工程新领域： 探讨可降解水凝胶在再生医学、精准医疗、可穿戴医疗设备等新兴领域的潜在应用。 结论 本书对医用可降解水凝胶材料进行了系统性的论述，从基础理论、构建方法、性能表征，到在药物递送、组织工程、伤口愈合等领域的广泛应用，以及面临的挑战与未来展望。随着科学技术的不断进步，我们有理由相信，医用可降解水凝胶材料必将在未来的医学领域发挥更加重要的作用，为人类健康带来福音。 附录 常用可降解聚合物单体与交联剂列表 水凝胶性能表征常用设备与方法 相关术语表 参考文献

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这本《医用可降解水凝胶材料》的装帧给人一种沉甸甸的学术感，封面的配色和字体选择都显得非常专业，预示着内容会是严谨且信息量丰富的。作为一名从事相关领域研发的科研人员，我一直在寻找一本能够全面梳理和系统性阐述医用可降解水凝胶材料发展现状和未来趋势的著作。目前市场上虽然不乏相关文献，但往往分散且碎片化，难以形成一个完整的知识体系。我特别关注这本书是否能够提供对不同可降解水凝胶材料的分类、合成方法、表征技术以及生物相容性评估等方面的深入剖析。例如，对于体内降解产物的毒性、降解速率的调控、以及与生物组织相互作用的机制，我希望能在这本书中找到详实的数据和深入的机理探讨。此外，书中对临床应用案例的介绍和分析也至关重要，它能帮助我了解当前技术瓶颈以及未来研究的突破口。我希望这本书不仅能总结现有成果，更能前瞻性地预测该领域未来的研究热点和发展方向，为我们这些一线科研人员提供宝贵的理论指导和创新灵感。期待这本书能成为我们实验室案头必备的参考书，为我们在相关研究的道路上指明方向。

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从这本书的名称《医用可降解水凝胶材料》来看，我猜测这本书的语言风格可能比较偏向于学术论文或者教科书，文字会相对严谨和专业。我是一名对生物科技和医疗器械感兴趣的普通爱好者，平时喜欢阅读一些科普性质的书籍，了解最新的科技动态。我对“水凝胶”这个概念一直觉得很神奇，它们那种可以吸收大量水分的特性，在很多应用中似乎都能发挥意想不到的作用。而“可降解”这一点则更加让我眼前一亮，这意味着它们在使用后不会在体内长期残留，这对于医疗应用来说无疑是巨大的优势。我好奇的是，书中会如何解释水凝胶的“可降解”机制？是生物酶降解、水解还是其他方式？不同降解机制的材料又分别适用于哪些场景？我希望这本书能够用比较通俗易懂的方式来介绍这些复杂的科学原理，让我这个非专业人士也能理解。我猜想书中会列举很多实际的应用例子，比如用作伤口敷料，帮助伤口愈合；或者作为药物载体，将药物精准地释放到病灶部位；甚至可能是在组织工程领域，构建人工器官的支架。如果能看到这些生动的案例，这本书的阅读体验一定会非常棒，让我对这项技术有更直观的认识。

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我初步翻阅了一下《医用可降解水凝胶材料》的目录，发现其章节安排相当合理，从基础理论到具体应用，再到未来展望，脉络清晰，层层递进。作为一名生物医学工程专业的学生，我正在进行关于组织工程支架的研究，而可降解水凝胶是其中一个重要的研究方向。我非常希望能在这本书中找到关于不同水凝胶材料（如藻酸盐、壳聚糖、胶原蛋白等）在组织工程中的应用细节，包括它们的力学性能、细胞相容性、以及如何通过改性来优化其促组织再生能力。书中对材料合成方法和表征技术的介绍，我预计会比较详尽，这对于我设计实验方案至关重要。特别是关于体内外降解动力学的影响因素，以及如何通过设计水凝胶的交联密度和化学结构来精确调控降解速率，是我非常关注的重点。此外，如果书中还能包含一些关于水凝胶在药物控释、生物传感器等其他医疗领域的研究进展，那将大大拓宽我的视野，为我的毕业论文选题提供更多可能性。这本书的深度和广度，似乎能够很好地满足我作为一名学生的学习和研究需求。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常有吸引力，那种半透明的、略带蓝色的质感，很容易让人联想到水凝胶本身那种湿润而富有弹性的感觉。从封面上就能感受到一种科技感和前沿性，暗示着这本书将带领读者进入一个充满创新和可能性的领域。我是一位对生物医学材料领域充满好奇心的普通读者，虽然没有深厚的专业背景，但对那些能够造福人类健康的新兴技术一直抱有浓厚的兴趣。这本书的书名“医用可降解水凝胶材料”听起来就非常有价值，它点明了材料的两个关键特性：应用于医疗领域，并且是可降解的。这一点尤其让我感到兴奋，因为“可降解”意味着它能够在完成使命后不给人体留下负担，这在很多医疗应用中是至关重要的。我设想这本书会深入浅出地介绍水凝胶的基本原理，比如它们是如何形成的，又为何能展现出如此独特的性能。我想了解不同类型的水凝胶在结构上的差异，以及这些差异如何影响它们的应用。同时，我对“医用”这个词也充满了期待，这本书应该会详细阐述水凝胶在哪些具体的医疗场景中发挥作用，例如药物递送、组织工程、伤口愈合等等。这本书的出现，无疑为我这样渴望了解前沿科技的读者提供了一个绝佳的学习机会，让我能够一窥这个充满希望的材料科学分支的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《医用可降解水凝胶材料》，听起来就充满了解决实际医疗问题的潜力和希望。我是一名普通的家庭主妇，平时对健康和医学领域比较关注，尤其喜欢了解那些能够改善生活质量的新型材料。我对“水凝胶”本身就很有好感，因为它们那种柔软、湿润的特性，很容易让人联想到舒适和温和。而“可降解”这一点则让我更加放心，这意味着它们在使用后不会对身体造成长期的影响，这一点对于医疗产品来说太重要了。我设想这本书会用很多生动的例子来解释水凝胶在医疗上的具体用途。比如，它会不会介绍如何用这种材料来制作更舒适、更透气的伤口贴？或者，它能不能用来制作一种新型的眼科植入物，既能有效地治疗疾病，又能被人体慢慢吸收，不需要再次手术取出？我还在想，这本书会不会也谈到这种材料的安全性问题？比如，它们在降解的过程中会不会产生对人体有害的物质？如果书中能用通俗易懂的语言，解答这些我们普通人关心的问题，并且展示出这项技术是如何一步步走向临床应用，造福我们的生活的，那我一定会非常喜欢这本书。