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納米生物材料(精)/生物材料科學(xué)與工程叢書 版權(quán)信息
- ISBN：9787030685247
- 條形碼：9787030685247 ; 978-7-03-068524-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
納米生物材料(精)/生物材料科學(xué)與工程叢書 本書特色
納米生物材料領(lǐng)域的研究人員，高等院校、科研院所從事納米生物材料方面科研工作的研究生，關(guān)注納米生物材料領(lǐng)域的具備中等教育水平的人員
納米生物材料(精)/生物材料科學(xué)與工程叢書 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書為“生物材料科學(xué)與工程叢書”之一。本書以著者近年來對(duì)納米生物材料的研究成果為主要基礎(chǔ)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)而著。從納米生物材料的特性、結(jié)構(gòu)和基本原理出發(fā)，簡(jiǎn)要介紹納米生物材料的基本情況（章）。以納米鈣磷類、二氧化硅、碳等無機(jī)生物材料（第2～4章）及納米纖維材料（第5章）、納米生物復(fù)合材料（第6章）為主線，重點(diǎn)研究納米生物材料的合成、摻雜改性、組裝復(fù)合等可控制備技術(shù)，表征材料的結(jié)構(gòu)和獨(dú)特性能。同時(shí)，較詳細(xì)地介紹納米生物材料作為藥物載體、基因載體和生物醫(yī)學(xué)量子點(diǎn)在成像、診斷、檢測(cè)、示蹤和抗菌等方面的近期新進(jìn)展和發(fā)展動(dòng)態(tài)（第7～9章）。在此基礎(chǔ)上，評(píng)述納米生物材料的生物新效應(yīng)（0章），介紹納米生物材料結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的原位表征新技術(shù)（1章），并闡述納米生物材料的安全性研究（2章）。 本書可供納米生物材料領(lǐng)域的研究人員參考使用，也可作為高等院校、科研院所從事納米生物材料方面科研工作的研究生的入門學(xué)習(xí)資料或參考書，另外關(guān)注納米生物材料領(lǐng)域的具備中等教育水平的人員也可閱讀。
納米生物材料(精)/生物材料科學(xué)與工程叢書 目錄
目錄
總序
前言
第1章 納米生物材料概述 1
1.1 緒論 1
1.1.1 納米材料 1
1.1.2 生物材料 2
1.1.3 納米生物材料簡(jiǎn)介 2
1.2 納米生物材料發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 3
1.2.1 發(fā)展歷史 3
1.2.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.3 納米生物材料的分類 8
1.3.1 無機(jī)類納米生物材料 8
1.3.2 高分子類納米生物材料 9
1.3.3 生物醫(yī)用納米復(fù)合材料 10
1.3.4 功能納米生物材料 12
1.4 納米生物材料的研究熱點(diǎn)與前沿 13
1.4.1 納米生物材料的可控合成 13
1.4.2 納米生物材料的表面改性與功能組裝 15
1.4.3 納米生物材料的納米效應(yīng) 16
1.5 本章小結(jié) 16
參考文獻(xiàn) 17
第2章 納米鈣磷生物材料 20
2.1 緒論 20
2.2 鈣磷生物材料簡(jiǎn)介 20
2.2.1 鈣磷生物材料的發(fā)展歷程 20
2.2.2 鈣磷生物材料的分類 21
2.3 納米鈣磷粉體的合成 22
2.3.1 鈣磷鹽反應(yīng)原理及反應(yīng)路徑 22
2.3.2 納米鈣磷鹽的轉(zhuǎn)化及其影響因素 23
2.3.3 納米鈣磷膠凝材料的結(jié)構(gòu)與性能 26
2.4 納米羥基磷灰石 27
2.4.1 羥基磷灰石的晶體結(jié)構(gòu)和特性 27
2.4.2 納米羥基磷灰石的合成 28
2.4.3 離子摻雜的納米羥基磷灰石 29
2.4.4 納米羥基磷灰石的改性研究 30
2.4.5 納米羥基磷灰石的特性 31
2.4.6 介孔羥基磷灰石及其應(yīng)用 32
2.5 納米磷酸三鈣 33
2.5.1 磷酸三鈣的結(jié)構(gòu)和生物特性 33
2.5.2 納米磷酸三鈣的合成 34
2.6 納米磷酸氫鈣 35
2.6.1 納米磷酸氫鈣的合成 35
2.6.2 影響納米磷酸氫鈣粒徑和形態(tài)的主要因素 36
2.7 納米鈣磷陶瓷的制備及其生物應(yīng)用 37
2.7.1 納米鈣磷陶瓷的可控制備 37
2.7.2 磷酸三鈣陶瓷及其應(yīng)用 38
2.7.3 羥基磷灰石陶瓷及其應(yīng)用 39
2.7.4 雙相陶瓷及其應(yīng)用 41
2.8 磷酸鈣骨水泥的合成與應(yīng)用 42
2.8.1 磷酸鈣骨水泥簡(jiǎn)介 42
2.8.2 磷酸鈣骨水泥的水化硬化及其轉(zhuǎn)化機(jī)理 43
2.8.3 磷酸鈣骨水泥的體內(nèi)降解及其生物轉(zhuǎn)化 45
2.8.4 多孔磷酸鈣支架 45
2.8.5 可注射磷酸鈣骨水泥 46
2.8.6 載藥磷酸鈣骨水泥 48
2.8.7 活性磷酸鈣骨水泥 49
2.8.8 摻相磷酸鈣骨水泥 50
2.8.9 磷酸鈣骨水泥的臨床應(yīng)用 52
2.9 本章小結(jié) 52
參考文獻(xiàn) 53
第3章 納米二氧化硅及其生物性能 61
3.1 緒論 61
3.2 單一孔結(jié)構(gòu)介孔二氧化硅 62
3.2.1 傳統(tǒng)介孔二氧化硅 62
3.2.2 大孔徑介孔二氧化硅 64
3.2.3 核-殼結(jié)構(gòu)介孔二氧化硅 68
3.3 多級(jí)孔結(jié)構(gòu)介孔二氧化硅 70
3.3.1 空心介孔二氧化硅 70
3.3.2 卵殼結(jié)構(gòu)二氧化硅 72
3.3.3 雙介孔結(jié)構(gòu)二氧化硅 74
3.3.4 三級(jí)孔結(jié)構(gòu)二氧化硅 77
3.4 介孔二氧化硅的生物應(yīng)用 78
3.4.1 藥物輸運(yùn)系統(tǒng) 79
3.4.2 磁共振成像 85
3.4.3 光熱治療 87
3.5 本章小結(jié) 89
參考文獻(xiàn) 90
第4章 碳納米生物材料 98
4.1 緒論 98
4.2 碳納米材料簡(jiǎn)介 98
4.2.1 零維碳納米結(jié)構(gòu) 99
4.2.2 一維碳納米結(jié)構(gòu) 102
4.2.3 二維碳納米結(jié)構(gòu) 104
4.3 表面化學(xué)與功能化 105
4.3.1 納米金剛石的表面改性 105
4.3.2 其他碳納米材料的表面功能化 106
4.4 生物安全性 107
4.4.1 零維碳顆粒的生物安全性 107
4.4.2 碳納米管的生物安全性 109
4.4.3 石墨烯的生物安全性 110
4.5 生物醫(yī)學(xué)成像 110
4.5.1 碳納米材料的熒光與拉曼光譜特性 111
4.5.2 基于熒光的生物成像 112
4.5.3 拉曼及其他生物成像技術(shù) 113
4.6 生物傳感與檢測(cè) 114
4.6.1 葡萄糖生物傳感器 114
4.6.2 DNA生物傳感器 114
4.6.3 其他生物傳感器 115
4.7 載藥與治療 115
4.7.1 藥物擔(dān)載、遞送與腫瘤治療 116
4.7.2 組織工程和再生醫(yī)學(xué) 118
4.7.3 其他生物應(yīng)用 118
4.8 本章小結(jié) 118
參考文獻(xiàn) 119
第5章 納米纖維材料 135
5.1 緒論 135
5.2 納米纖維材料的設(shè)計(jì)與制備 135
5.2.1 納米纖維材料的設(shè)計(jì) 135
5.2.2 納米纖維的制備 138
5.3 納米纖維材料在組織工程中的應(yīng)用 142
5.3.1 納米纖維材料在神經(jīng)組織工程中的應(yīng)用 142
5.3.2 納米纖維材料在血管組織工程中的應(yīng)用 147
5.3.3 納米纖維材料在肌腱組織工程中的應(yīng)用 157
5.3.4 納米纖維在骨組織工程中的應(yīng)用 165
5.4 本章小結(jié) 169
參考文獻(xiàn) 169
第6章 納米生物復(fù)合材料 178
6.1 緒論 178
6.2 納米生物復(fù)合材料概述 179
6.2.1 納米生物復(fù)合材料的設(shè)計(jì)原則 179
6.2.2 納米生物復(fù)合材料的分類 180
6.3 納米生物復(fù)合材料在組織工程中的應(yīng)用 181
6.3.1 納米生物復(fù)合材料在骨組織工程中的應(yīng)用 181
6.3.2 納米生物復(fù)合材料在軟骨組織工程中的應(yīng)用 186
6.3.3 納米生物復(fù)合材料在神經(jīng)組織工程中的應(yīng)用 191
6.4 納米生物復(fù)合材料在腫瘤多模態(tài)診療中的應(yīng)用 198
6.4.1 納米生物復(fù)合材料用于腫瘤診斷和成像 198
6.4.2 納米生物復(fù)合材料用于腫瘤治療 203
6.4.3 用于腫瘤多模態(tài)診療一體化的納米生物復(fù)合材料 208
6.5 本章小結(jié) 209
參考文獻(xiàn) 209
第7章 納米藥物載體 224
7.1 刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體 224
7.1.1 生理與病理刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體的制備及性能調(diào)控 225
7.1.2 物理刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體的制備及性能調(diào)控 232
7.1.3 多重刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體的制備及性能調(diào)控 234
7.1.4 小結(jié) 237
7.2 新型硅質(zhì)體納米藥物遞送體系 238
7.2.1 硅質(zhì)體納米粒子的研究進(jìn)展 238
7.2.2 硅質(zhì)體納米粒子的設(shè)計(jì)與制備 239
7.2.3 硅質(zhì)體納米粒子的形態(tài)穩(wěn)定性及表面修飾 243
7.2.4 硅質(zhì)體納米粒子的生物安全性 246
7.2.5 硅質(zhì)體納米粒子在醫(yī)學(xué)診斷和治療中的應(yīng)用 249
7.3 納米藥物載體的機(jī)遇與挑戰(zhàn) 259
參考文獻(xiàn) 259
第8章 多功能納米生物材料 266
8.1 緒論 266
8.2 納米金的合成及其生物應(yīng)用 267
8.2.1 不同結(jié)構(gòu)的納米金 267
8.2.2 金納米顆粒的應(yīng)用 271
8.3 稀土上轉(zhuǎn)換材料及其在腫瘤診療中的應(yīng)用 277
8.3.1 稀土上轉(zhuǎn)換材料的設(shè)計(jì)與制備 277
8.3.2 稀土上轉(zhuǎn)換探針的腫瘤影像診斷應(yīng)用 282
8.3.3 稀土上轉(zhuǎn)換材料的腫瘤治療應(yīng)用 288
8.4 功能納米材料的實(shí)體腫瘤診療應(yīng)用 300
8.4.1 功能納米材料的乏氧腫瘤高效治療應(yīng)用 300
8.4.2 功能納米材料用于腫瘤微環(huán)境特異性誘導(dǎo)激活的新型療法應(yīng)用 307
8.5 納米抗菌生物材料 314
8.5.1 納米自體抗菌體系 315
8.5.2 納米抗菌生物材料的制備 318
8.5.3 納米抗菌生物材料的抗菌機(jī)理 319
8.5.4 納米抗菌生物材料的應(yīng)用 321
8.5.5 納米抗菌生物材料的生物安全性及毒性 324
8.6 納米氧化鐵及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用 326
8.6.1 納米氧化鐵的設(shè)計(jì)與制備 326
8.6.2 納米氧化鐵的醫(yī)學(xué)應(yīng)用 329
8.6.3 基于納米氧化鐵的生物分離技術(shù) 334
8.7 本章小結(jié) 335
參考文獻(xiàn) 336
第9章 生物醫(yī)學(xué)量子點(diǎn) 357
9.1 緒論 357
9.2 量子點(diǎn) 357
9.2.1 量子點(diǎn)及其性質(zhì) 357
9.2.2 量子點(diǎn)的發(fā)光機(jī)理 358
9.3 量子點(diǎn)的合成 359
9.3.1 量子點(diǎn)的化學(xué)合成 359
9.3.2 量子點(diǎn)的活細(xì)胞合成 361
9.3.3 量子點(diǎn)的準(zhǔn)生物合成 364
9.4 生物醫(yī)學(xué)量子點(diǎn)的制備及應(yīng)用 365
9.4.1 生物醫(yī)學(xué)量子點(diǎn)的制備 365
9.4.2 量子點(diǎn)單病毒動(dòng)態(tài)示蹤 369
9.4.3 量子點(diǎn)活體及組織成像 371
9.4.4 量子點(diǎn)生物檢測(cè) 376
9.5 本章小結(jié) 380
參考文獻(xiàn) 380
第10章 納米生物材料的新效應(yīng) 388
10.1 緒論 388
10.2 羥基磷灰石納米顆？鼓[瘤活性及其機(jī)理 389
10.2.1 羥基磷灰石納米顆粒抗腫瘤活性、機(jī)理簡(jiǎn)介 390
10.2.2 羥基磷灰石納米顆粒對(duì)腫瘤細(xì)胞的特異性毒性 401
10.2.3 粒子特性對(duì)羥基磷灰石納米顆？鼓[瘤活性的影響 405
10.2.4 其他納米粒子的抗腫瘤活性 410
10.3 納米材料對(duì)蛋白質(zhì)固載以及細(xì)胞行為的影響 411
10.3.1 納米表/界面對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和活性的影響 411
10.3.2 納米材料與細(xì)胞的相互作用 417
10.4 本章小結(jié) 420
參考文獻(xiàn) 421
第11章 納米生物材料的表征新技術(shù) 429
11.1 緒論 429
11.2 納米生物材料的常用表征技術(shù) 429
11.2.1 光學(xué)顯微成像及應(yīng)用 429
11.2.2 電子顯微成像及應(yīng)用 436
11.2.3 激光散射法原理及應(yīng)用 443
11.2.4 X射線表征技術(shù)及應(yīng)用 448
11.3 納米生物材料結(jié)構(gòu)的原位高分辨定量表征新技術(shù) 455
11.3.1 相干X射線衍射成像技術(shù) 455
11.3.2 布拉格相干X射線衍射成像技術(shù) 460
11.3.3 納米CT成像技術(shù)及其在生物材料表征中的應(yīng)用 466
11.4 本章小結(jié) 471
參考文獻(xiàn) 472
第12章 納米生物材料的安全性研究 479
12.1 緒論 479
12.2 納米材料的暴露途徑及其對(duì)重要組織器官的影響 482
12.3 納米材料在生物體內(nèi)代謝與轉(zhuǎn)運(yùn)過程的規(guī)律 483
12.3.1 納米材料的體內(nèi)動(dòng)力學(xué)特性 483
12.3.2 納米材料的生物利用度決定了納米材料在體內(nèi)的蓄積 484
12.3.3 建立針對(duì)ADME過程的具有高靈敏度和高分辨率的分析方法 486
12.4 影響納米生物材料安全性的物理
總序
前言
第1章 納米生物材料概述 1
1.1 緒論 1
1.1.1 納米材料 1
1.1.2 生物材料 2
1.1.3 納米生物材料簡(jiǎn)介 2
1.2 納米生物材料發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 3
1.2.1 發(fā)展歷史 3
1.2.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.3 納米生物材料的分類 8
1.3.1 無機(jī)類納米生物材料 8
1.3.2 高分子類納米生物材料 9
1.3.3 生物醫(yī)用納米復(fù)合材料 10
1.3.4 功能納米生物材料 12
1.4 納米生物材料的研究熱點(diǎn)與前沿 13
1.4.1 納米生物材料的可控合成 13
1.4.2 納米生物材料的表面改性與功能組裝 15
1.4.3 納米生物材料的納米效應(yīng) 16
1.5 本章小結(jié) 16
參考文獻(xiàn) 17
第2章 納米鈣磷生物材料 20
2.1 緒論 20
2.2 鈣磷生物材料簡(jiǎn)介 20
2.2.1 鈣磷生物材料的發(fā)展歷程 20
2.2.2 鈣磷生物材料的分類 21
2.3 納米鈣磷粉體的合成 22
2.3.1 鈣磷鹽反應(yīng)原理及反應(yīng)路徑 22
2.3.2 納米鈣磷鹽的轉(zhuǎn)化及其影響因素 23
2.3.3 納米鈣磷膠凝材料的結(jié)構(gòu)與性能 26
2.4 納米羥基磷灰石 27
2.4.1 羥基磷灰石的晶體結(jié)構(gòu)和特性 27
2.4.2 納米羥基磷灰石的合成 28
2.4.3 離子摻雜的納米羥基磷灰石 29
2.4.4 納米羥基磷灰石的改性研究 30
2.4.5 納米羥基磷灰石的特性 31
2.4.6 介孔羥基磷灰石及其應(yīng)用 32
2.5 納米磷酸三鈣 33
2.5.1 磷酸三鈣的結(jié)構(gòu)和生物特性 33
2.5.2 納米磷酸三鈣的合成 34
2.6 納米磷酸氫鈣 35
2.6.1 納米磷酸氫鈣的合成 35
2.6.2 影響納米磷酸氫鈣粒徑和形態(tài)的主要因素 36
2.7 納米鈣磷陶瓷的制備及其生物應(yīng)用 37
2.7.1 納米鈣磷陶瓷的可控制備 37
2.7.2 磷酸三鈣陶瓷及其應(yīng)用 38
2.7.3 羥基磷灰石陶瓷及其應(yīng)用 39
2.7.4 雙相陶瓷及其應(yīng)用 41
2.8 磷酸鈣骨水泥的合成與應(yīng)用 42
2.8.1 磷酸鈣骨水泥簡(jiǎn)介 42
2.8.2 磷酸鈣骨水泥的水化硬化及其轉(zhuǎn)化機(jī)理 43
2.8.3 磷酸鈣骨水泥的體內(nèi)降解及其生物轉(zhuǎn)化 45
2.8.4 多孔磷酸鈣支架 45
2.8.5 可注射磷酸鈣骨水泥 46
2.8.6 載藥磷酸鈣骨水泥 48
2.8.7 活性磷酸鈣骨水泥 49
2.8.8 摻相磷酸鈣骨水泥 50
2.8.9 磷酸鈣骨水泥的臨床應(yīng)用 52
2.9 本章小結(jié) 52
參考文獻(xiàn) 53
第3章 納米二氧化硅及其生物性能 61
3.1 緒論 61
3.2 單一孔結(jié)構(gòu)介孔二氧化硅 62
3.2.1 傳統(tǒng)介孔二氧化硅 62
3.2.2 大孔徑介孔二氧化硅 64
3.2.3 核-殼結(jié)構(gòu)介孔二氧化硅 68
3.3 多級(jí)孔結(jié)構(gòu)介孔二氧化硅 70
3.3.1 空心介孔二氧化硅 70
3.3.2 卵殼結(jié)構(gòu)二氧化硅 72
3.3.3 雙介孔結(jié)構(gòu)二氧化硅 74
3.3.4 三級(jí)孔結(jié)構(gòu)二氧化硅 77
3.4 介孔二氧化硅的生物應(yīng)用 78
3.4.1 藥物輸運(yùn)系統(tǒng) 79
3.4.2 磁共振成像 85
3.4.3 光熱治療 87
3.5 本章小結(jié) 89
參考文獻(xiàn) 90
第4章 碳納米生物材料 98
4.1 緒論 98
4.2 碳納米材料簡(jiǎn)介 98
4.2.1 零維碳納米結(jié)構(gòu) 99
4.2.2 一維碳納米結(jié)構(gòu) 102
4.2.3 二維碳納米結(jié)構(gòu) 104
4.3 表面化學(xué)與功能化 105
4.3.1 納米金剛石的表面改性 105
4.3.2 其他碳納米材料的表面功能化 106
4.4 生物安全性 107
4.4.1 零維碳顆粒的生物安全性 107
4.4.2 碳納米管的生物安全性 109
4.4.3 石墨烯的生物安全性 110
4.5 生物醫(yī)學(xué)成像 110
4.5.1 碳納米材料的熒光與拉曼光譜特性 111
4.5.2 基于熒光的生物成像 112
4.5.3 拉曼及其他生物成像技術(shù) 113
4.6 生物傳感與檢測(cè) 114
4.6.1 葡萄糖生物傳感器 114
4.6.2 DNA生物傳感器 114
4.6.3 其他生物傳感器 115
4.7 載藥與治療 115
4.7.1 藥物擔(dān)載、遞送與腫瘤治療 116
4.7.2 組織工程和再生醫(yī)學(xué) 118
4.7.3 其他生物應(yīng)用 118
4.8 本章小結(jié) 118
參考文獻(xiàn) 119
第5章 納米纖維材料 135
5.1 緒論 135
5.2 納米纖維材料的設(shè)計(jì)與制備 135
5.2.1 納米纖維材料的設(shè)計(jì) 135
5.2.2 納米纖維的制備 138
5.3 納米纖維材料在組織工程中的應(yīng)用 142
5.3.1 納米纖維材料在神經(jīng)組織工程中的應(yīng)用 142
5.3.2 納米纖維材料在血管組織工程中的應(yīng)用 147
5.3.3 納米纖維材料在肌腱組織工程中的應(yīng)用 157
5.3.4 納米纖維在骨組織工程中的應(yīng)用 165
5.4 本章小結(jié) 169
參考文獻(xiàn) 169
第6章 納米生物復(fù)合材料 178
6.1 緒論 178
6.2 納米生物復(fù)合材料概述 179
6.2.1 納米生物復(fù)合材料的設(shè)計(jì)原則 179
6.2.2 納米生物復(fù)合材料的分類 180
6.3 納米生物復(fù)合材料在組織工程中的應(yīng)用 181
6.3.1 納米生物復(fù)合材料在骨組織工程中的應(yīng)用 181
6.3.2 納米生物復(fù)合材料在軟骨組織工程中的應(yīng)用 186
6.3.3 納米生物復(fù)合材料在神經(jīng)組織工程中的應(yīng)用 191
6.4 納米生物復(fù)合材料在腫瘤多模態(tài)診療中的應(yīng)用 198
6.4.1 納米生物復(fù)合材料用于腫瘤診斷和成像 198
6.4.2 納米生物復(fù)合材料用于腫瘤治療 203
6.4.3 用于腫瘤多模態(tài)診療一體化的納米生物復(fù)合材料 208
6.5 本章小結(jié) 209
參考文獻(xiàn) 209
第7章 納米藥物載體 224
7.1 刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體 224
7.1.1 生理與病理刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體的制備及性能調(diào)控 225
7.1.2 物理刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體的制備及性能調(diào)控 232
7.1.3 多重刺激響應(yīng)高分子納米藥物載體的制備及性能調(diào)控 234
7.1.4 小結(jié) 237
7.2 新型硅質(zhì)體納米藥物遞送體系 238
7.2.1 硅質(zhì)體納米粒子的研究進(jìn)展 238
7.2.2 硅質(zhì)體納米粒子的設(shè)計(jì)與制備 239
7.2.3 硅質(zhì)體納米粒子的形態(tài)穩(wěn)定性及表面修飾 243
7.2.4 硅質(zhì)體納米粒子的生物安全性 246
7.2.5 硅質(zhì)體納米粒子在醫(yī)學(xué)診斷和治療中的應(yīng)用 249
7.3 納米藥物載體的機(jī)遇與挑戰(zhàn) 259
參考文獻(xiàn) 259
第8章 多功能納米生物材料 266
8.1 緒論 266
8.2 納米金的合成及其生物應(yīng)用 267
8.2.1 不同結(jié)構(gòu)的納米金 267
8.2.2 金納米顆粒的應(yīng)用 271
8.3 稀土上轉(zhuǎn)換材料及其在腫瘤診療中的應(yīng)用 277
8.3.1 稀土上轉(zhuǎn)換材料的設(shè)計(jì)與制備 277
8.3.2 稀土上轉(zhuǎn)換探針的腫瘤影像診斷應(yīng)用 282
8.3.3 稀土上轉(zhuǎn)換材料的腫瘤治療應(yīng)用 288
8.4 功能納米材料的實(shí)體腫瘤診療應(yīng)用 300
8.4.1 功能納米材料的乏氧腫瘤高效治療應(yīng)用 300
8.4.2 功能納米材料用于腫瘤微環(huán)境特異性誘導(dǎo)激活的新型療法應(yīng)用 307
8.5 納米抗菌生物材料 314
8.5.1 納米自體抗菌體系 315
8.5.2 納米抗菌生物材料的制備 318
8.5.3 納米抗菌生物材料的抗菌機(jī)理 319
8.5.4 納米抗菌生物材料的應(yīng)用 321
8.5.5 納米抗菌生物材料的生物安全性及毒性 324
8.6 納米氧化鐵及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用 326
8.6.1 納米氧化鐵的設(shè)計(jì)與制備 326
8.6.2 納米氧化鐵的醫(yī)學(xué)應(yīng)用 329
8.6.3 基于納米氧化鐵的生物分離技術(shù) 334
8.7 本章小結(jié) 335
參考文獻(xiàn) 336
第9章 生物醫(yī)學(xué)量子點(diǎn) 357
9.1 緒論 357
9.2 量子點(diǎn) 357
9.2.1 量子點(diǎn)及其性質(zhì) 357
9.2.2 量子點(diǎn)的發(fā)光機(jī)理 358
9.3 量子點(diǎn)的合成 359
9.3.1 量子點(diǎn)的化學(xué)合成 359
9.3.2 量子點(diǎn)的活細(xì)胞合成 361
9.3.3 量子點(diǎn)的準(zhǔn)生物合成 364
9.4 生物醫(yī)學(xué)量子點(diǎn)的制備及應(yīng)用 365
9.4.1 生物醫(yī)學(xué)量子點(diǎn)的制備 365
9.4.2 量子點(diǎn)單病毒動(dòng)態(tài)示蹤 369
9.4.3 量子點(diǎn)活體及組織成像 371
9.4.4 量子點(diǎn)生物檢測(cè) 376
9.5 本章小結(jié) 380
參考文獻(xiàn) 380
第10章 納米生物材料的新效應(yīng) 388
10.1 緒論 388
10.2 羥基磷灰石納米顆？鼓[瘤活性及其機(jī)理 389
10.2.1 羥基磷灰石納米顆粒抗腫瘤活性、機(jī)理簡(jiǎn)介 390
10.2.2 羥基磷灰石納米顆粒對(duì)腫瘤細(xì)胞的特異性毒性 401
10.2.3 粒子特性對(duì)羥基磷灰石納米顆？鼓[瘤活性的影響 405
10.2.4 其他納米粒子的抗腫瘤活性 410
10.3 納米材料對(duì)蛋白質(zhì)固載以及細(xì)胞行為的影響 411
10.3.1 納米表/界面對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和活性的影響 411
10.3.2 納米材料與細(xì)胞的相互作用 417
10.4 本章小結(jié) 420
參考文獻(xiàn) 421
第11章 納米生物材料的表征新技術(shù) 429
11.1 緒論 429
11.2 納米生物材料的常用表征技術(shù) 429
11.2.1 光學(xué)顯微成像及應(yīng)用 429
11.2.2 電子顯微成像及應(yīng)用 436
11.2.3 激光散射法原理及應(yīng)用 443
11.2.4 X射線表征技術(shù)及應(yīng)用 448
11.3 納米生物材料結(jié)構(gòu)的原位高分辨定量表征新技術(shù) 455
11.3.1 相干X射線衍射成像技術(shù) 455
11.3.2 布拉格相干X射線衍射成像技術(shù) 460
11.3.3 納米CT成像技術(shù)及其在生物材料表征中的應(yīng)用 466
11.4 本章小結(jié) 471
參考文獻(xiàn) 472
第12章 納米生物材料的安全性研究 479
12.1 緒論 479
12.2 納米材料的暴露途徑及其對(duì)重要組織器官的影響 482
12.3 納米材料在生物體內(nèi)代謝與轉(zhuǎn)運(yùn)過程的規(guī)律 483
12.3.1 納米材料的體內(nèi)動(dòng)力學(xué)特性 483
12.3.2 納米材料的生物利用度決定了納米材料在體內(nèi)的蓄積 484
12.3.3 建立針對(duì)ADME過程的具有高靈敏度和高分辨率的分析方法 486
12.4 影響納米生物材料安全性的物理
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納米生物材料(精)/生物材料科學(xué)與工程叢書 節(jié)選
第1章 納米生物材料概述 1.1緒論 1.1.1 納米材料 材料是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，是人類社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的先導(dǎo)。尤其是當(dāng)前，現(xiàn)代高科技的發(fā)展更強(qiáng)烈地依賴于新材料的發(fā)展；同時(shí)也對(duì)材料的性能提出了更高、更苛刻的要求。隨著對(duì)材料結(jié)構(gòu)-性能認(rèn)識(shí)的不斷深入，研究者認(rèn)識(shí)到一定尺度范圍內(nèi)材料本體及表/界面的特性改變是調(diào)控其性能的有效手段，尤其是在納米到微米范圍內(nèi)（圖1-1）。亞微米尺度可顯著改善材料性能，而納米尺度則可賦予材料新的性能。 圖1-1 納米材料的尺度范圍 納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍（0.1～100nm）或者由該尺度范圍的物質(zhì)為基本結(jié)構(gòu)單元所構(gòu)成的材料的總稱。從尺寸大小來說，納米尺度范圍相當(dāng)于10～100個(gè)原子緊密排列在一起。從傳統(tǒng)的微觀和宏觀的觀點(diǎn)看，納米尺度處于原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域，既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng)，而是一種典型的介觀系統(tǒng)[1]。通常，當(dāng)物質(zhì)達(dá)到納米尺度以后，會(huì)因獨(dú)特的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和量子限域效應(yīng)而呈現(xiàn)完全不同于傳統(tǒng)宏觀物質(zhì)的奇異或反常的物理、化學(xué)或生物特性，即納米效應(yīng)[2]。納米材料的性能往往由量子力學(xué)決定。如果僅僅是尺度達(dá)到納米，而沒有表現(xiàn)出特殊性能的材料，不能稱為納米材料。 根據(jù)物理形態(tài)劃分，納米材料大致可分為納米粉末（納米顆粒）、納米纖維（納米管、納米線）、納米膜、納米塊體等四類。如果按維數(shù)，納米材料的基本單元可以分為四類：①零維納米材料，是指在三維尺寸均為納米量級(jí)的納米顆粒或原子團(tuán)簇；②一維納米材料，是指在三維空間有兩維處于納米尺度，如納米絲、納米棒、納米管等；③二維納米材料，是指在三維空間中有一維在納米尺度，如超薄膜、多層膜、超晶格等；④三維納米材料，是指由納米顆粒、納米線、納米孔等組成的三維空間上均大于100nm的納米結(jié)構(gòu)材料，如納米氣溶膠、多級(jí)微納結(jié)構(gòu)支架材料等。 1.1.2 生物材料 生物材料（biomaterials），又稱生物醫(yī)學(xué)材料，是用于與生命系統(tǒng)接觸和發(fā)生相互作用的，并能對(duì)其細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行診斷、治療、修復(fù)或替換機(jī)體組織、器官或增進(jìn)其功能的一類天然或人工合成的特殊功能材料，要求具有生物相容性及可替代活組織的某些功能。生物材料是材料科學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、解剖學(xué)、病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、藥物學(xué)、工程技術(shù)、機(jī)械及人工智能等多種學(xué)科相互交叉滲透的領(lǐng)域。生物材料有人工合成材料和天然材料；有單一材料、復(fù)合材料以及活體細(xì)胞或天然組織與無生命的材料結(jié)合而成的復(fù)合雜化材料。生物材料本身不是藥物，其治療途徑是以與生物機(jī)體直接結(jié)合和相互作用為基本特征。 1.1.3 納米生物材料簡(jiǎn)介 納米生物材料是納米科技向生物材料領(lǐng)域滲透的產(chǎn)物，納米材料所具有的獨(dú)特性能不僅為設(shè)計(jì)和制備新型高性能生物材料提供了新思路和新方法，而且為生物材料領(lǐng)域中采用常規(guī)技術(shù)和方法所無法解決的問題提供了新的手段，是新材料和納米生物技術(shù)研究的核心內(nèi)容之一，在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和明確的產(chǎn)業(yè)化前景。通常，納米生物材料的發(fā)展主要包括兩個(gè)方面：①利用新興的納米技術(shù)解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)方面的關(guān)鍵技術(shù)難題和重要科學(xué)問題；②借鑒生物學(xué)原理，仿生設(shè)計(jì)構(gòu)建新型具有納米尺度的生物材料，改善或提高材料的性能。 納米生物材料必須通過直接或間接參與生命活動(dòng)才能發(fā)揮其作用。細(xì)胞是組成生命的基本單元，生物材料與細(xì)胞之間的相互作用是其實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)和核心。蛋白質(zhì)以及基因級(jí)聯(lián)激活是生物材料調(diào)控細(xì)胞行為的本質(zhì)。納米生物材料特殊的尺寸和結(jié)構(gòu)決定了其與細(xì)胞/蛋白質(zhì)之間的相互作用完全不同于常規(guī)材料，呈現(xiàn)一系列特異的生物學(xué)效應(yīng)。例如，對(duì)一維納米粒子來講，其粒徑小于動(dòng)物細(xì)胞（5～50μm），與生物體重要的蛋白質(zhì)和核酸相當(dāng)，這就使得納米粒子可以進(jìn)入細(xì)胞并對(duì)體內(nèi)蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響[3]，而且也可以攜帶藥物/基因等進(jìn)入細(xì)胞發(fā)揮治療作用[4， 5]。另外，納米微觀結(jié)構(gòu)材料與生物體內(nèi)細(xì)胞生存的微環(huán)境（大多是由66nm膠原纖維構(gòu)成的納米支架結(jié)構(gòu)）處于相同的尺寸，因此其空間微觀結(jié)構(gòu)，如粗糙程度、空隙大小及分布等對(duì)細(xì)胞形態(tài)、黏附、鋪展、定向生長(zhǎng)及生物活性均有很大的影響[6， 7]。 盡管研究的歷史有限，但納米生物材料發(fā)展迅猛，呈現(xiàn)出旺盛的生命力。尤其是近年來，隨著納米科技、生物技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域研究和相關(guān)檢測(cè)手段的快速發(fā)展，納米生物材料取得了引人注目的成就。一方面，對(duì)于納米生物材料的可控制備、功能組裝及其納米化后所表現(xiàn)出的特殊的生物活性（如細(xì)胞/組織的調(diào)控、抗腫瘤活性、抗菌活性、基因轉(zhuǎn)染等）以及過程的納米尺度效應(yīng)（如納米粒子的大小、表/界面特性等對(duì)其生物學(xué)效應(yīng)的影響規(guī)律及機(jī)理等）有了系統(tǒng)深入的認(rèn)識(shí)；另一方面，部分納米生物材料或者其復(fù)合材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，被成功應(yīng)用于臨床，挽救患者生命，造福人類社會(huì)。 1.2 納米生物材料發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 1.2.1 發(fā)展歷史 從20世紀(jì)50年代開始，隨著材料學(xué)、生物學(xué)和納米技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，納米生物材料開始起步并逐步應(yīng)用于組織修復(fù)、藥物載體以及生物檢測(cè)和診斷等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。80年代，掃描隧道顯微鏡出現(xiàn)，伴隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，納米生物材料作為一門新興的學(xué)科也得到了加速發(fā)展[8]？v觀納米生物材料的發(fā)展歷史，不難發(fā)現(xiàn)高分辨顯微術(shù)的出現(xiàn)、先進(jìn)材料制備技術(shù)及生物醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展對(duì)納米生物材料的發(fā)展起到了舉足輕重的推動(dòng)作用，其發(fā)展過程大致可以分為三個(gè)階段：**階段—起步；第二階段—加速；第三階段—騰飛（圖1-2）。 圖1-2 納米生物材料的發(fā)展歷程 **階段：20世紀(jì)之前，受限于傳統(tǒng)的材料加工方法以及落后的材料分析檢測(cè)技術(shù)，納米生物材料的發(fā)展基本處于起步階段，理論研究匱乏。大約從20世紀(jì)早期開始，電子衍射技術(shù)和電子顯微術(shù)等關(guān)鍵檢測(cè)分析手段逐漸出現(xiàn)和發(fā)展，標(biāo)志著人類對(duì)納米尺度有了更加直觀的認(rèn)識(shí)，納米生物材料開始萌芽。20世紀(jì)50年代，羥基磷灰石（HAP）作為一種無機(jī)納米生物材料首先得到了廣泛關(guān)注。1958年，Posner等對(duì)HAP的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致的分析。60年代，Neuman等用X射線衍射技術(shù)研究了骨骼和牙釉質(zhì)中碳酸HAP的結(jié)晶性和晶格變形[9]。除了HAP無機(jī)納米材料，有機(jī)納米材料作為藥物載體的研究也開始起步。1964年，英國(guó)學(xué)者Bangham將磷脂分散在水中進(jìn)行電鏡觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)體，并發(fā)現(xiàn)其對(duì)藥物具有較好的包載能力，是一種良好的藥物載體[10]。70年代末，自從Couvreur等首次報(bào)道了聚氰基丙烯酸烷基酯納米粒子以來，有關(guān)它用于藥物載體的研究一直方興未艾[11]。 第二階段：進(jìn)入20世紀(jì)80年代，高分辨顯微術(shù)逐漸發(fā)展成熟，極大地促進(jìn)了納米生物材料的發(fā)展。1981年，Gerd Binnig和Heinrich Rohrer在瑞士蘇黎世的IBM實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了掃描隧道顯微鏡（scanning tunneling microscope，STM），這一年被廣泛視為納米元年[12]。STM的出現(xiàn)為我們揭示了一個(gè)可見的原子、分子世界，對(duì)于納米生物材料的發(fā)展產(chǎn)生了積極促進(jìn)作用，多種納米生物材料開始走出實(shí)驗(yàn)室并應(yīng)用于臨床。1985年，納米HAP開始應(yīng)用于臨床[13]；1988年，釓噴酸葡甲胺（Gd-DTPA）作為造影劑用于增強(qiáng)核磁共振診斷檢查效果[14]；1993年，超順磁性氧化鐵納米顆粒用于生物成像；1995年，脂質(zhì)體獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)[15]。 第三階段：21世紀(jì)以來，納米生物材料在組織修復(fù)、抗腫瘤、抗菌和生物檢測(cè)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究開始飛速發(fā)展，開啟了百花齊放、百家爭(zhēng)鳴的新時(shí)代。除了傳統(tǒng)的納米生物材料，涌現(xiàn)了一批新的納米生物醫(yī)用材料。例如，由于具有比表面積大、載藥量高等優(yōu)勢(shì)，納米介孔材料開始應(yīng)用于藥物和蛋白質(zhì)的輸送。量子點(diǎn)納米尺度上轉(zhuǎn)換材料作為一種新型的熒光納米材料，因其獨(dú)特的光物理和光化學(xué)特性，也開始應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域。2003年，Larson等在Science上報(bào)道了量子點(diǎn)的多光子發(fā)射性質(zhì)，這樣在熒光成像的時(shí)候可以完全避開生物組織的背景熒光[16]。2004年，Bhatia等報(bào)道了量子點(diǎn)的生物毒性，使得關(guān)于量子點(diǎn)的研究趨于理性[17]。此外可通過修飾量子點(diǎn)提高其水溶性并降低其生物毒性，開發(fā)量子點(diǎn)探針用于生物檢測(cè)。同時(shí)，隨著研究的日益成熟，許多納米生物材料開始應(yīng)用于臨床，如納米骨組織修復(fù)材料、納米脂質(zhì)體、納米氧化鐵等。 1.2.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)目前正向損傷組織和器官的完美再生和重建、肌體生理功能恢復(fù)和增進(jìn)、個(gè)性化和微創(chuàng)治療以及早期檢測(cè)診斷、診療一體化等方向發(fā)展，傳統(tǒng)的醫(yī)用金屬、無機(jī)陶瓷、高分子等材料，已無法滿足醫(yī)學(xué)和臨床需求。納米科技的出現(xiàn)為現(xiàn)代生物醫(yī)用材料和臨床的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。納米生物材料是21世紀(jì)的前沿學(xué)科之一，屬于典型的應(yīng)用科學(xué)。盡管納米生物材料的發(fā)展歷史不長(zhǎng)，但由于其在保障人類的健康和診療等方面所起的巨大作用，得到了全世界很多國(guó)家政府、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的高度重視，包括斯坦福大學(xué)、哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院、劍橋大學(xué)等著名機(jī)構(gòu)均走在納米生物材料研究的前沿。從目前研究和臨床應(yīng)用的熱點(diǎn)來看，納米生物材料主要涉及納米組織修復(fù)材料、納米藥物和基因載體、納米生物探針和檢測(cè)技術(shù)等重要領(lǐng)域。以下就這些領(lǐng)域目前的研究進(jìn)展進(jìn)行分述。 1. 納米組織修復(fù)材料 利用生物材料、組織工程支架等對(duì)組織器官進(jìn)行再生修復(fù)是再生醫(yī)學(xué)的重要研究方向。其中，構(gòu)建利于體內(nèi)外蛋白質(zhì)吸附、細(xì)胞黏附/分化、組織長(zhǎng)入、營(yíng)養(yǎng)輸送的材料是關(guān)鍵。生物活性不足、修復(fù)速度慢、修復(fù)效果不理想等是臨床普遍存在的共性問題。目前，模擬天然組織組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)建具有納米本體或納米表/界面結(jié)構(gòu)的支架材料、可注射材料等成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。如基于骨組織的組成仿生設(shè)計(jì)膠原納米復(fù)合材料、納米陶瓷材料、納米磷酸鈣骨水泥材料、納米磷酸鈣基水凝膠材料等；基于天然骨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備的多級(jí)微納結(jié)構(gòu)材料、3D打印蓮藕狀結(jié)構(gòu)材料；基于神經(jīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)納米纖維材料，等等。深入研究材料的組成、結(jié)構(gòu)等對(duì)細(xì)胞行為和組織生長(zhǎng)的影響規(guī)律，為新材料的設(shè)計(jì)制備提供理論指導(dǎo)，這是納米修復(fù)材料的重要研究?jī)?nèi)容。 生物醫(yī)用材料植入體內(nèi)與機(jī)體的反應(yīng)首先發(fā)生于植入材料的表面/界面，即材料表/界面對(duì)體內(nèi)蛋白質(zhì)/細(xì)胞的吸附/黏附？刂撇牧媳/界面對(duì)蛋白質(zhì)的吸附，進(jìn)而左右細(xì)胞行為，是控制和引導(dǎo)其生物學(xué)反應(yīng)、避免異體反應(yīng)的關(guān)鍵。深入研究生物材料的表/界面，發(fā)展表面改性技術(shù)及表面改性植入器械，是改進(jìn)和提高生物材料活性的重要手段。組裝/復(fù)合生物活性因子，通過納米表面/界面的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)生物活性因子的活性裝載是全面提升傳統(tǒng)組織修復(fù)材料生物活性又一重要發(fā)展方向。 2. 納米藥物和基因載體 藥物/基因的緩釋、控釋和靶向傳輸是納米生物材料研究領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)，對(duì)未來的疾病治療有著不可估量的意義，其發(fā)展前景不可限量。與傳統(tǒng)分子藥物和蛋白質(zhì)制劑相比，納米藥物具有對(duì)組織、細(xì)胞高的穿透能力、理想的緩控作用和生物降解性、高效低毒等明顯優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，可以根據(jù)靶位的特點(diǎn)制成不同的緩釋劑型并對(duì)表面進(jìn)行特殊修飾，從而改變藥物在體內(nèi)的半衰期、延長(zhǎng)藥物的作用時(shí)間、提高藥物的靶向性及循環(huán)時(shí)間等。另外，納米化還可將一些特殊藥物/蛋白質(zhì)輸送到機(jī)體天然的生物屏障部位，來治療以往只能通過手術(shù)治療的疾病。近年來，藥物釋放系統(tǒng)的研究取得了十分顯著的進(jìn)展。許多無機(jī)、有機(jī)基質(zhì)（包括天然高分子、合成高分子材料等）作為藥物釋放系統(tǒng)的載體材料被大量研究。其中，納米脂質(zhì)體、可降解聚合物納米微球（尤其是聚己內(nèi)酯、聚乳酸等）被證明具有良好的生物相容性、生物降解性、對(duì)藥物/蛋白質(zhì)的保護(hù)作用和可控釋放性及較高的藥物裝載量、較好的機(jī)械強(qiáng)度和較好的穩(wěn)定性等優(yōu)良性能，被廣泛用作藥物、蛋白質(zhì)和基因等的載體材料，發(fā)展迅猛。特別是作為抗腫瘤藥物的載體，極大地提高了難溶性抗癌藥物的溶解性
納米生物材料(精)/生物材料科學(xué)與工程叢書 作者簡(jiǎn)介
劉昌勝，中國(guó)科學(xué)院院士、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授、國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體學(xué)術(shù)帶頭人。入選靠前生物材料科學(xué)與工程學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)會(huì)士（Fellow）、美國(guó)醫(yī)學(xué)與生物工程院會(huì)士（Fellow），以及“新世紀(jì)百千萬人才工程”重量人選，F(xiàn)任上海大學(xué)校長(zhǎng)，國(guó)家自然科學(xué)基金委第八屆全委會(huì)委員，國(guó)家“納米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)總體專家組成員，教育部科技委材料學(xué)部委員，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)材料學(xué)科評(píng)議組成員，教育部高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)材料類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)副主任，中國(guó)生物材料學(xué)會(huì)候任理事長(zhǎng)，中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事等。 長(zhǎng)期從事生物材料研究及其臨床轉(zhuǎn)化工作，包括組織修復(fù)與再生材料、納米生物材料、可注射生物材料、藥物\/生物活性因子控釋等。發(fā)展了多種活性骨修復(fù)材料以及生長(zhǎng)因子制備和材料活化新技術(shù)；在國(guó)內(nèi)率先研制出自固化磷酸鈣人工骨，于2000年獲得此類產(chǎn)品首張注冊(cè)證，并實(shí)現(xiàn)臨床廣泛應(yīng)用。采用基因工程技術(shù)，利用原核生物制造骨生長(zhǎng)因子-骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（BMP-2），并制備出具有高成骨活性的骨修復(fù)體，也實(shí)現(xiàn)了臨床的廣泛應(yīng)用。在靠前上搶先發(fā)售提出材料生物學(xué)新概念。獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明40余項(xiàng)，獲授權(quán)美國(guó)4項(xiàng)。發(fā)表SC收錄論文近300篇，出版中英文專著（教材）4部。先后以完成.人榮獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，以及何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)，上海市青年科技杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)；并獲全國(guó)很好科技工作者、上海市科技精英等榮譽(yù)稱號(hào)。
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