生物3D列印與再生醫學

生物3D列印與再生醫學是一本2020年出版的圖書，由華中科技大學出版社出版

基本介紹

• 中文名：生物3D列印與再生醫學
• 作者：付小兵、黃沙
• 出版時間：2020年
• 出版社：華中科技大學出版社
• ISBN：9787568059893

內容簡介

本書內容包括生物3D列印與組織工程和再生醫學的關係，生物墨水性能對細胞的影響，特別突出生物3D列印在皮膚再生、軟骨再生、神經再生、血管再生、肝臟再生、心臟再生、口腔組織再生等方面的套用。

圖書目錄

章 生物3D列印技術在醫學領域的套用與發展

節 生物3D列印的基本概念

第二節 生物3D列印與組織工程和再生醫學的關係

一、生物3D列印的定義及原理

二、生物3D列印的目標和意義

第三節 生物3D列印的發展歷程

一、生物3D列印在醫學領域的套用現狀

二、生物3D列印發展中的挑戰和機遇

第二章 生物3D列印的模式及套用

節 擠出式生物列印

一、擠出式生物列印的原理

二、擠出式生物列印的典型設備

三、擠出式生物列印的典型套用

第二節 液滴式生物列印

一、液滴式生物列印的原理

二、液滴式生物列印的典型設備

三、液滴式生物列印的典型套用

第三節 光固化式生物列印

一、光固化式生物列印的原理

二、光固化式生物列印的典型設備

三、光固化式生物列印的典型套用

第四節 多材料生物列印

第五節 小結

第三章 可用於生物3D列印的生物材料

節 生物材料的類型

一、天然生物材料

二、合成生物材料

三、生物材料的套用

第二節 生物墨水的性質及種類

一、生物墨水的設計策略

二、生物墨水的成型方式及種類

三、生物墨水對細胞/組織的影響

第三節 生物墨水和生物3D列印技術

一、生物3D列印技術概況

二、多類型生物墨水的列印

三、個性化生物墨水設計

第四節 生物墨水的發展

一、如何進一步提高生物墨水的特性

二、生物墨水個性化及智慧型化的意義

三、總結（未來發展趨勢）

第五節 作為可列印生物墨水所需滿足的條件

一、生物墨水的理化性能要求

二、生物墨水的可列印視窗

三、多種交聯方式生物墨水的可列印性評估

第四章 生物墨水性能對細胞的影響

節生物墨水物理特性對細胞性能的影響

一、探索生物墨水物理特性的意義

（一）天然人體組織的物理特性

（二）生物墨水物理性能參數的調節

二、生物墨水硬度及孔隙率對細胞性能的影響

三、生物墨水彈性及粘度對細胞性能的影響

四、生物墨水應力及剪下力對細胞性能的影響

五、理想生物墨水的物理性能及套用前景（精確誘導細胞功能性變化）

第二節 生物墨水生化特性對細胞性能的影響

一、生物墨水材料表面化學和拓撲學特徵對細胞性能的影響

（一）生物墨水材料表面化學與細胞表面受體之間的相互作用

（二）生物墨水拓撲學改變與細胞之間的相互作用

二、 生物墨水釋放外泌性物質或結構對細胞性能的影響

（一）生物墨水釋放生物大分子對細胞行為學的影響

（二）生物墨水釋放小分子物質對細胞性能的改變

（三）生物墨水釋放外泌體，微囊泡，微球等結構對細胞性能的改變

第三節、生物墨水的最佳化對細胞性能的影響

一、生物墨水最佳化的目的和意義

二、最佳化生物墨水體系的常見方式

（一）通過增加可列印性最佳化生物墨水體系

（二）通過提高力學強度最佳化生物墨水體系

（三）通過增加細胞黏附位點或提高生物相容性功能化改性生物墨水

三、生物墨水最佳化對細胞性能的影響

（一）生物墨水可控成形-降解對細胞行為的影響

（二）生物墨水力學強度改變對幹細胞分化的調控

（三）小分子多肽最佳化生物墨水對細胞黏附遷移的調控

（四）以功能化為目的的其他生物墨水最佳化及套用

四、生物墨水最佳化在未來生物醫學套用中的發展方向

第五章 生物3D列印與微環境構建

節 生物3D列印中如何對細胞周圍微環境進行構建

一、 生物3D列印中生物墨水的組成（化學分子以及墨水硬度）

二、生物3D列印中微環境構建的要素

第二節 細胞微環境中化學分子對生物3D列印的影響

一、細胞微環境中化學小分子在細胞分化以及組織穩態中的作用

二、細胞微環境中化學小分子對細胞信號通路的影響

三、細胞微環境中化學小分子對基因組以及轉錄的影響

第三節 細胞微環境中生物力學對生物3D列印的影響

一、生物力學傳導在細胞分化以及組織穩態中的作用

二、細胞微環境中生物力學傳導，從細胞表面到細胞內。

三、細胞微環境中生物力學生物力學傳導，從細胞質到細胞核。

四、細胞微環境中生物力學生物力學傳導，對基因轉錄的調控

第四節 細胞骨架系統在生物3D中的作用

一、細胞骨架的基本單元——肌動蛋白在轉錄調控方面的作用

二、細胞骨架為核心的生物力學傳導通路在腫瘤發生、侵襲轉移中的作用

第六章 生物3D列印與三維成像

節 生物3D列印成像需求

第二節 三維成像方法簡介

第三節 三維成像與建模設計

第四節 三維成像與組織再生檢測

第五節 結論

第七章 生物3D列印與皮膚再生

節 生物3D列印全層皮膚

一、生物3D列印含真皮層和表皮層的全層皮膚

（一）皮膚再生現狀與挑戰

（二）生物3D列印全層皮膚研究

二、生物3D列印多樣化的功能性皮膚

（一）生物3D列印含血管的皮膚

（二）生物3D列印含黑色素細胞的皮膚

（三）生物3D列印含附屬器的皮膚

第二節 生物3D列印與真皮再生

一、真皮結構分析

二、生物三維列印的技術選擇

三、生物三維列印真皮的生物墨水研製及功能細胞和生長因子的選擇

四、 真皮三維列印的實踐

五、 前景與展望

第三節 生物3D列印與毛囊再生

一、毛囊結構及形成機制

（一）毛囊的結構

（二）毛囊形成的機制

二、人類毛囊再生

（一）人類毛囊種子細胞的分離與培養

（二）人類毛囊再生的研究現狀與挑戰

三、生物3D列印再生毛囊

（一）生物3D列印在毛囊再生的研究現狀

（二）生物3D列印再生毛囊的套用與展望

第四節 生物3D列印與汗腺再生

一、汗腺再生的需求

（一）汗腺的結構與功能

（二）汗腺再生在臨床上的需求

二、汗腺再生的方法

三、生物3D列印與汗腺再生

（一）生物3D列印汗腺再生的研究進展

（二）生物3D列印汗腺再生面臨的挑戰和展望

第八章 生物3D列印與軟骨再生

節 軟骨再生生物3D列印材料

第二節 軟骨再生生物3D列印細胞

第三節 軟骨再生生物3D列印技術

第四節 軟骨再生生物3D列印展望

第九章 生物3D列印與骨再生

節 骨的組成，結構與性能

一、骨的成分

二、骨的結構與性能

第二節 用於骨3D列印的細胞與材料

一、用於骨3D列印的細胞

二、金屬材料

三、無機非金屬材料

四、高分子材料

第三節 骨3D列印技術

一、選擇性雷射燒結成型（SLS）

二、液體噴印成型（3DP）

三、直接墨水書寫（DIW）

四、熔融沉積成型（FDM）

五、光固化成型（SLA）

第四節 3D列印骨材料結構與性能的表征

一、列印性能的表征

二、形貌與結構的表征

三、力學性能的表征

四、生物學性能表征

第五節 用於骨再生3D列印產品示例

第六節 總結與展望

第十章 生物3D列印與神經再生

節 神經組織結構與功能

第二節 神經損傷與組織工程修復

第三節 神經生物3D列印構型

第四節 神經移植物的生物3D製造

第五節 未來生物列印在神經組織中的套用展望

第十一章 3D列印與組織工程血管

節 3D列印血管模型

第二節 3D列印微流控與器官晶片微血管

第三節 3D列印組織工程血管

第四節 總結與展望

第十二章 生物3D列印與肝臟再生

節 肝臟的結構與功能

第二節 肝臟再生與組織工程

第三節 肝臟3D列印技術

第四節 肝臟3D列印的套用

第五節 結論

第十三章 生物3D列印與肌腱再生

節 肌腱損傷的流行病學與臨床治療

一、肌腱損傷的流行病學

二、肌腱損傷的臨床治療現狀

第二節 生物3D列印在肌腱再生中的套用

第三節 未來生物3D列印肌腱的挑戰與展望

第十四章 生物3D列印與泌尿系統再生

節 3D電紡絲支架與泌尿道組織工程修復重建

第二節 3D生物列印與泌尿道重建

第三節 3D列印腎臟研究進展

第四節 未來3D生物列印在泌尿系統套用展望

第十五章 生物3D列印與心臟再生

節 組織工程適用於心臟再生與修復的生物3D列印

一、生物3D列印再生與修復心臟的重要意義

二、生物3D列印再生與修復心臟的元素種類

三、生物3D列印再生與修復心臟的製造策略

第二節 採用生物3D列印再生心臟的前沿探索

一、心肌組織的生物3D列印研究進展

二、心臟瓣膜的生物3D列印研究進展

三、血管網路的生物3D列印研究進展

第三節 採用生物3D列印再生心臟的轉化套用展望

一、當前挑戰

二、未來前景

三、總結

第十六章 3D列印在口腔醫學中的套用

節 3D列印在口腔缺損修復中的套用

一、套用於口腔缺損修復的3D列印方案

（一）基於光固化成型工藝

（二）基於雷射成型工藝

（三）基於直接沉積工藝

二、套用於口腔缺損修復的 3D 列印材料

（一）金屬材料

（二）無機非金屬材料

（三）高分子材料

三、3D列印在固定義齒修復的套用

（一）工作模型

（二）熔模

（三） 臨時修復體

（四）金屬修復體

（五）陶瓷修復體

四、3D列印在可摘局部義齒修復的套用

（一）金屬支架

（二）非金屬支架

五、3D列印在全口義齒修復的套用

六、3D列印在種植義齒修復的套用

（一）口腔種植導板

（二）個性化種植體

第二節 3D列印在頜面缺損修復中的套用

一、3D列印顱頜面模型

（一）3D列印顱頜面模型

（二）頭頸腫瘤模型

（三）顱頜面創傷模型

二、3D列印頜骨手術導板

（一）頜骨手術導板的分類

（二）導板設計數據的獲取

（三）頜骨手術導板的設計與製作

（四）3D列印頜骨手術導板的材料

（五）3D列印頜骨手術導板的消毒與使用

三、3D列印個性化植入物

（一）3D列印頜骨鈦假體

（二）3D列印PEEK假體

四、3D列印與頜面贗復

第三節 3D列印技術在口腔組織再生中的套用

一、3D列印技術在頜面部骨和軟骨再生中的套用

（一）3D列印技術在頜面部骨再生中的套用

（二）3D列印技術在頜面部軟骨再生中的套用

二、3D列印技術在牙髓牙本質複合體再生中的套用

（一）3D列印技術在牙髓病治療中的套用

（二）3D列印技術在牙本質-牙髓複合體再生中的套用

三、3D列印技術在牙周再生中的套用

（一）現有的牙周組織再生方法和3D生物列印的優勢

（二）牙周組織3D生物列印的生物墨水

（三）牙周組織3D生物列印的細胞來源

（四）牙周組織3D生物列印的生長因子

（五） 牙周組織3D生物列印的實際套用

（六）3D生物列印用於牙周組織再生的總結

第十七章 生物3D列印器官晶片

節、器官晶片概念及其構建方法

第二節、生物3D列印腦、肺、肝、腸等器官晶片

一、腦類器官晶片

二、肺類器官晶片

三、肝類器官晶片

四、腸類器官晶片

第三節、生物3D列印器官晶片的套用及未來展望

第十八章 生物3D列印在醫學領域的套用發展中的挑戰