生物系统纳米技术

目录
译丛序言
译者前言
原著前言
第1章 生物材料:历史回顾与当今的发展方向
1.1 引言
1.2 历史背景
1.3 第一代生物材料(1950～1960年)
1.3.1 通用特征
1.3.2 天然生物材料
1.3.3 金属和合金
1.3.4 陶瓷
1.3.5 聚合物
1.3.6 复合材料
1.4 第二代生物材料(1970～2000年)
1.4.1 通用特征
1.4.2 生物降解聚合物
1.4.3 水凝胶
1.4.4 生物活性和生物降解陶瓷
1.5 第三代生物材料(2000年以来)
1.5.1 组织工程中的生物材料
1.5.2 微/纳米技术和生物材料
1.6 总结
参考文献
第2章 植入装置引起的宿主免疫应答
2.1 免疫系统概述
2.2 宿主对植入装置引起的免疫应答
2.3 纳米科技和免疫系统
2.4 结论
参考文献
第3章 纳米生物技术
3.1 引言
3.2 以自然为师
3.2.1 线性和旋转分子马达
3.2.2 鲍鱼壳
3.3 DNA纳米技术
3.3.1 结构性DNA组装
3.3.2 纳米孔DNA测序
3.3.3 DNA和碳纳米管的耦合
3.3.4 DNA修饰的表面
3.4 纳米颗粒
3.4.1 纳米颗粒用于生物测定
3.4.2 纳米颗粒作为药物输送的载体
3.4.3 纳米颗粒作为造影剂
3.5 未来之路和商业思考
参考文献
第4章 测量活细胞内跨膜离子流的下一代传感器
4.1 引言
4.2 背景
4.3 纳米探针和纳米尖表征
4.4 探针阵列
4.4.1 单尖和尖阵氮化硅悬臂阵列
4.4.2 超锐高长径比硅尖多重阵列
4.4.3 硅通孔结构的制备
4.5 纳米探针测量的潜在影响
4.5.1 中性粒细胞
4.5.2 软骨细胞
4.6 总结和展望
参考文献
第5章 细胞结构的合成
5.1 引言
5.2 组织和器官的多维结构
5.2.1 胰腺
5.2.2 肝脏
5.2.3 软骨
5.3 细胞图案成形
5.3.1 细胞图案成形方法
5.3.2 纳米细胞图案成形技术
5.4 人工生物装置
5.5 高级细胞共培养体系的微加工
5.5.1 硅显微机械加工
5.5.2 生物降解材料加工
5.6 图案成形细胞降解聚合物结构合成
5.6.1 包含细胞的聚合物薄膜
5.6.2 包含细胞的硅薄膜
5.6.3 包含图案成形细胞的互连硅结构
5.6.4 图案成形细胞复合层:基于模块化的平板人工生物肝脏
5.7 结论
参考文献
第6章 细胞机械传导
6.1 引言
6.2 细胞的机械刺激
6.2.1 压力
6.2.2 应变
6.2.3 流体流动——导致的剪切力
6.2.4 流动电位
6.2.5 化学传递
6.3 细胞探测机械刺激
6.3.1 机械敏感通道/机械门控通道
6.3.2 机械敏感受体
6.3.3 细胞外基质、整合素蛋白和细胞骨架复合体
6.4 细胞对机械刺激的回应
6.4.1 第二信使的激活
6.4.2 细胞骨架重组
6.4.3 细胞间信号蛋白
6.4.4 基因转录
6.4.5 自分泌/旁分泌因子的释放
6.4.6 基质蛋白生成
6.4.7 间隙连接
6.5 总结
参考文献
第7章 纳米构筑、纳米计算、纳米技术和DNA结构
7.1 引言和背景
7.2 DNA及其相关结构
7.2.1 DNA规则
7.2.2 DNA网络构造
7.3 动力学和计算系统概览
7.3.1 可微分的不变流形
7.3.2 偶合混沌系统为一同步过程
7.3.3 作为网络构筑的流体拓扑
7.3.4 作为基础流动的手性拓扑学:DNA连接器
7.4 数据表示法,流动模型和生物系统里的动力学
7.4.1 信号编码:流动模型里的数据表示法和Riccati方程式
7.4.2 从Xmoz门到“生命游戏”
7.4.3 生物稳健设计
7.5 结论和展望
参考文献
第8章 单分子光阱研究和分子马达中的肌球蛋白家族
8.1 引言
8.2 肌球蛋白
8.2.1 肌球蛋白家族概述
8.2.2 肌球蛋白Ⅱ
8.2.3 肌球蛋白Ⅴ
8.2.4 肌球蛋白Ⅵ
8.3 肌球蛋白的早期研究
8.3.1 系统的最简化
8.3.2 离体的机动性试验:意义和局限性
8.4 单马达光阱试验
8.4.1 单分子实验
8.4.2 光阱
8.4.3 三珠试验
8.4.4 单珠试验
8.4.5 光阱实验的注意事项
8.4.6 反馈光阱试验
8.5 肌球蛋白Ⅱ
8.5.1 工作行程测量法
8.5.2 行程力测量:位置钳再思考
8.5.3 位移持续时间和肌动肌球蛋白相互作用之动力学
8.5.4 耦合与效率
8.6 肌球蛋白Ⅴ
8.6.1 演示持续性:回归滑丝试验
8.6.2 演示持续性:光阱
8.6.3 行程和步长
8.6.4 驻留时间测量
8.6.5 解决杠杆臂争论
8.7 肌球蛋白Ⅵ
8.7.1 杠杆臂模型的缺陷
8.7.2 受负荷影响的步进行为
8.7.3 负荷对肌球蛋白Ⅵ的影响:步进模型简述
8.7.4 负荷对核苷酸结合的影响:锚定模型简述
8.8 结论
参考文献
第9章 生物矿化:纳米技术中的物理化学与生物学过程
9.1 引言
9.2 晶体形核
9.3 晶体生长
9.4 结论
参考文献
第10章 DNA中高分子电解质的行为——自组装的环形纳米颗粒
10.1 引言
10.2 环形DNA纳米颗粒:实验观察
10.3 “反荷离子凝聚”与“凝聚”
10.4 什么是“半柔性高分子电解质”,它们是如何成环的
10.5 颗粒团聚
10.6 总结及生物纳米技术的意义
参考文献
第11章 医学与外科中的微米和纳米机电系统
11.1 引言
11.2 材料科学
11.3 特殊疾病的显微技术
11.3.1 糖尿病
11.3.2 心血管疾病
11.3.3 远程遥感
11.3.4 消化道
11.3.5 肿瘤学
11.3.6 癫痫症、脑积水及神经创伤中的应用
11.3.7 外科技术
11.4 结论
参考文献
第12章 活体中的分子和细胞过程的成像
12.1 引言
12.2 基于细胞分子生物学的成像技术的进展
12.2.1 整体化方法的简述
12.2.2 结构与功能
12.2.3 相关细胞培养试验
12.3 已有的和新兴的活体分子分析技术
12.3.1 临床的成像设备
12.3.2 最适合动物模型成像的技术
12.4 用于活体基因表达模式成像的报告基因
12.4.1 PET报告基因
12.4.2 SPECT报告基因(NIS)
12.4.3 荧光蛋白
12.4.4 萤光素酶和相关蛋白
12.4.5 Lac Z和含钆化合物的激活
12.4.6 多功能报告基因
12.5 染色剂和试剂:量子点
12.6 结论与展望
参考文献
第13章 组织工程和人造细胞
13.1 引言
13.2 人造细胞作为单元结构
13.2.1 细胞膜
13.2.2 膜转运
13.2.3 原型祖细胞
13.3 人造细胞原型和设计思路
13.3.1 细胞内膜和酶系统
13.3.2 通道蛋白
13.3.3 离子转运
13.4 人造细胞作为脂质体
13.4.1 核功能
13.4.2 酶活性
13.4.3 免疫识别
13.5 人造细胞和纳米结构膜体系
13.6 红细胞替代品
13.7 安全性
13.8 总结和未来发展方向
参考文献
第14章 人造器官和干细胞生物学
14.1 引言
14.1.1 定义
14.1.2 需求
14.1.3 可得性
14.2 干细胞能力
14.2.1 多潜能性
14.2.2 全能性
14.2.3 无限增殖
14.3 胚胎干细胞
14.3.1 胚芽层
14.3.2 神经嵴
14.4 成体干细胞
14.4.1 间质细胞
14.4.2 造血干细胞
14.4.3 神经中枢
14.5 间质干细胞
14.5.1 软骨
14.5.2 骨
14.5.3 肌腱
14.6 造血干细胞
14.6.1 识别
14.6.2 分离
14.6.3 骨髓
14.7 神经干细胞
14.7.1 内生细胞
14.7.2 血－脑屏障
14.8 干细胞微生态环境和组织修复
14.8.1 肝脏再生
14.8.2 肌肉修复
14.8.3 胰腺β细胞
14.9 基体材料依赖性的分化
14.9.1 天然产物
14.9.2 聚合物
14.9.3 生物玻璃和陶瓷
14.10 纳米技术和支架结构
14.10.1 固定的表面黏附
14.10.2 可降解的表面
14.10.3 微流体力学
14.11 总结及展望
参考文献
第15章 微生物膜
15.1 引言
15.2 微生物膜的普遍特性
15.2.1 人体环境中的生物膜
15.2.2 自然环境中的生物膜
15.3 微生物膜的性质
15.3.1 生长的差异性
15.3.2 功能的异质性
15.3.3 新陈代谢的相互作用
15.3.4 信号传导的相互作用
15.3.5 相变异和表型适应
15.4 结论
参考文献
第16章 应用于心脏病学与心脏外科术中的纳米生物学
第一部分: 应用于诊断的纳米技术与纳米生物学
16.1 血管形成的分子成像
16.2 细胞的成像
16.3 人造分子受体
16.4 流动加速度传感器
16.5 在治疗学上的应用
16.5.1 抗增生药靶向传输/预防经皮肤血管再形成后的再狭窄
16.5.2 智能药物
16.5.3 纳米机器人
16.6 基于DNA的纳米机器人
16.7 血管形成辅助设备
16.8 呼吸细胞
16.9 凝血细胞
第二部分: 纳米生物学与纳米技术在心脏和心脏外科术中的应用
16.10 应用在心肌缺血治疗中的技术
16.11 体外循环/冠状流的恢复/再灌注、游离基、有毒氧以及有前途的纳米技术的应用
16.12 纳米技术在外伤/出血/心脏手术后的伤口愈合中的应用
16.13 纳米技术与大动脉手术
16.14 人造心肌的组织工程/心肌恢复的干细胞移植与纳米生物学
参考文献
第17章 纳米技术应用于血管病研究
17.1 引言
17.2 血管病的基因组学和蛋白质组学
17.2.1 基因组学
17.2.2 DNA微阵列
17.2.3 血管病基因表达
17.2.4 基因组学应用于治疗
17.2.5 后基因组学——蛋白质组学,下一个前沿
17.2.6 蛋白质组学应用于血管病研究
17.3 血管生物传感器
17.3.1 光学传感器
17.3.2 纳米颗粒和纳米孔
17.3.3 纳米线和纳米管
17.4 血管病纳米治疗传递系统
17.5 引导性重塑:动脉血管工程实例
17.6 从血管生成到脉管生成
17.7 生物活性血管内支架
17.8 结束语
参考文献
第18章 纳米技术和癌症
18.1 引言和定义
18.2 细胞的研究
18.3 诊断
18.4 成像
18.4.1 脑瘤
18.4.2 前列腺癌
18.4.3 量子点
18.5 治疗
参考文献
第19章 器官移植中的纳米技术
19.1 引言
19.2 移植微阵列
19.2.1 DNA阵列
19.2.2 实体器官移植中微序列的应用
19.2.3 微阵列分析的局限性
19.3 人造器官
19.3.1 肾脏
19.3.2 肝脏
19.3.3 胰腺
19.3.4 结束语
参考文献
第20章 跨越鸿沟:新纳米技术医疗设备的普及
20.1 引言
20.2 新技术普及的阶梯
20.2.1 普及
20.2.2 新技术的接受者
20.2.3 知识产权界
20.2.4 临床及科学界
20.2.5 医疗保健的输送者
20.2.6 医疗保健的提供者
20.2.7 医疗保健的支付者
20.2.8 患者
20.2.9 销售商
20.2.10 流通
20.2.11 专业团体
20.2.12 监管机构
20.2.13 质量控制
20.2.14 生产
20.2.15 投资者
20.2.16 金融机构
20.2.17 公司合作伙伴
20.2.18 竞争者
20.3 Norian公司
20.3.1 综述
20.3.2 萌芽期(1987～1989年)
20.3.3 发展期(1990～1991年)
20.3.4 临床验证期(1993～1994年)
20.3.5 商业化(1995年以来)
20.3.6 普及(1996年以来)
20.4 总结
参考文献
第21章 通向无限小的路
参考文献