细菌纤维素生物材料

本书为“生物材料科学与工程丛书”之一。本书主要介绍细菌纤维素天然的三维纳米纤维状使其显著区别于其他生物材料，被誉为21世纪最有发展前景的生物材料之一。本书依据作者研究团队的科研成果及国内外对细菌纤维素的近期新研究进展，全方位、系统性地介绍细菌纤维素的结构、性质与生物合成，细菌纤维素在组织工程支架领域的应用，细菌纤维素表面功能化改性，细菌纤维素复合材料，以细菌纤维素为模板合成的无机纳米材料，细菌纤维素的降解，细菌纤维素与纤维素纳米晶，细菌纤维素药物载体等。全书覆盖面广、信息丰富、内容详实、结构紧凑、特色鲜明，绝大部分素材取自作者研究团队已发表的科研成果以及国内外近些年的近期新的研究报道，是国内为数不多的系统性、全面性地介绍细菌纤维素的专著。本书可作为材料科学与工程、生物医学工程、生物学本科生和研究生的学习用书，也可供生物学、生物材料学、医学等领域的科技工作者参考。

 

总序
前言
第1章 细菌纤维素的结构、性质与生物合成 1
1.1 细菌纤维素的化学结构和性质 1
1.1.1 细菌纤维素的化学结构及构象 1
1.1.2 细菌纤维素的化学性质 3
1.2 细菌纤维素的物理结构和性质 6
1.2.1 细菌纤维素的物理结构 6
1.2.2 细菌纤维素的物理性能 7
1.2.3 细菌纤维素的生物相容性和生物可降解性 9
1.3 细菌纤维素的生物合成机制及培养 10
1.3.1 细菌纤维素的生物合成机制 11
1.3.2 细菌纤维素的培养及影响因素 18
1.4 细菌纤维素的制备新方法 24
1.4.1 细菌纤维素的低成本生物炼制技术 25
1.4.2 生物反应器的改进及研发 29
1.4.3 总结与展望 33
参考文献 33
第2章 细菌纤维素在组织工程支架领域的应用 42
2.1 骨组织工程支架 42
2.1.1 细菌纤维素骨组织工程支架 43
2.1.2 细菌纤维素骨组织工程支架仿生矿化 44
2.2 软骨组织工程支架 46
2.2.1 关节软骨 47
2.2.2 半月板软骨 48
2.2.3 耳软骨 50
2.3 人工真皮与敷料 50
2.3.1 伤口敷料 51
2.3.2 人工皮肤 61
2.4 组织工程血管 63
2.4.1 细菌纤维素人工血管 64
2.4.2 细菌纤维素人工血管制备方法 66
2.5 细菌纤维素人工角膜 68
2.6 其他组织工程支架 70
2.6.1 心脏假体 70
2.6.2 尿路导管修复 71
2.6.3 视网膜色素上皮基质修复 71
参考文献 72
第3章 细菌纤维素表面功能化改性 81
3.1 细菌纤维素的氧化改性 81
3.1.1 TEMPO氧化改性 81
3.1.2 NaIO4氧化改性 83
3.2 细菌纤维素的酯化改性 89
3.2.1 磷酸酯化改性 89
3.2.2 硫酸酯化改性 94
3.2.3 羧酸酯化改性 96
3.2.4 硝酸酯化改性 97
3.3 细菌纤维素的氨基化改性 101
参考文献 108
第4章 细菌纤维素复合材料 110
4.1 羟基磷灰石/细菌纤维素复合材料 110
4.1.1 羟基磷灰石/未改性细菌纤维素复合材料 110
4.1.2 羟基磷灰石/改性细菌纤维素复合材料 113
4.2 纳米碳/细菌纤维素复合材料 123
4.2.1 碳纳米管/细菌纤维素复合材料 123
4.2.2 石墨烯（氧化石墨烯）/细菌纤维素复合材料 123
4.2.3 富勒烯/细菌纤维素复合材料 129
4.3 高分子/细菌纤维素复合材料 130
4.3.1 胶原/细菌纤维素复合材料 130
4.3.2 明胶/细菌纤维素复合材料 132
4.3.3 壳聚糖/细菌纤维素复合材料 134
4.3.4 肝素/细菌纤维素复合材料 135
4.3.5 卵磷脂/细菌纤维素复合材料 137
4.3.6 ε-聚赖氨酸/细菌纤维素复合材料 140
4.3.7 聚乙烯醇/细菌纤维素复合材料 143
4.3.8 聚甲基丙烯酸β-羟乙酯/细菌纤维素复合材料 145
4.4 金属（氧化物）/细菌纤维素复合材料 147
4.4.1 Ag/细菌纤维素复合材料 147
4.4.2 ZnO/细菌纤维素复合材料 148
4.4.3 Cu2O/细菌纤维素复合材料 149
参考文献 150
第5章 以细菌纤维素为模板合成的无机纳米材料 154
5.1 引言 154
5.2 无机纳米材料概述 154
5.2.1 无机纳米材料的分类 154
5.2.2 无机纳米材料的制备方法 155
5.2.3 无机纳米材料的性能及应用 156
5.3 金属纳米材料在细菌纤维素表面的组装 158
5.3.1 Ag纳米颗粒在细菌纤维素表面的组装 158
5.3.2 Au纳米颗粒在细菌纤维素表面的组装 159
5.3.3 Pd纳米颗粒在细菌纤维素表面的组装 160
5.4 无机非金属纳米材料在细菌纤维素表面的组装 161
5.4.1 SiO2纳米材料在细菌纤维素表面的组装 161
5.4.2 SiO2-CaO纳米纤维在细菌纤维素表面的组装 162
5.4.3 SiO2-CaO-P2O5纳米纤维在细菌纤维素表面的组装 164
5.4.4 介孔生物活性玻璃纳米管纤维在细菌纤维素表面的组装 167
5.4.5 TiO2纳米材料在细菌纤维素表面的组装 170
5.4.6 ZnO纳米颗粒在细菌纤维素表面的组装 174
5.4.7 氧化铁纳米颗粒在细菌纤维素表面的组装 176
5.4.8 Al2O3纳米颗粒在细菌纤维素表面的组装 178
5.4.9 V2O5纳米带在细菌纤维素表面的组装 179
5.4.10 Cu2O纳米颗粒在细菌纤维素表面的组装 179
参考文献 180
第6章 细菌纤维素的降解 185
6.1 引言 185
6.2 纤维素及细菌纤维素的降解过程 185
6.2.1 纤维素的微生物降解 186
6.2.2 纤维素的酶降解 190
6.2.3 纤维素的体内无酶降解 192
6.2.4 细菌纤维素的化学降解 196
6.2.5 纤维素的其他降解方式 198
6.3 细菌纤维素的改性降解 198
6.3.1 氧化改性降解 199
6.3.2 接枝改性降解 206
6.3.3 合成改性降解 207
6.3.4 复合改性降解 207
6.4 可降解细菌纤维素的应用 208
6.4.1 可降解细菌纤维素止血材料 208
6.4.2 细菌纤维素药物载体 208
6.4.3 软组织内膜修复 210
6.4.4 可降解细菌纤维素组织工程支架 210
6.5 总结与展望 211
参考文献 211
第7章 细菌纤维素与纤维素纳米晶 217
7.1 引言 217
7.2 纤维素和细菌纤维素纳米晶的制备方法 217
7.2.1 纤维素纳米晶的制备方法 218
7.2.2 细菌纤维素纳米晶的制备方法 220
7.3 纤维素纳米晶的特性与改性方法 222
7.3.1 纤维素纳米晶的物理特性 222
7.3.2 纤维素纳米晶的化学特性 223
7.3.3 纤维素纳米晶的毒性 224
7.3.4 纤维素纳米晶的改性 225
7.4 细菌纤维素纳米晶的应用 227
7.4.1 细菌纤维素纳米晶在吸附材料中的应用 228
7.4.2 细菌纤维素纳米晶在新能源材料中的应用 229
7.4.3 细菌纤维素纳米晶在组织工程中的应用 229
7.4.4 细菌纤维素纳米晶在药物载体中的应用 231
7.4.5 细菌纤维素纳米晶的其他应用 232
7.5 细菌纤维素纳米晶的研究和应用展望 233
参考文献 233
第8章 细菌纤维素药物载体 240
8.1 口腔给药系统 240
8.2 经皮给药系统 243
8.3 牙科给药系统 247
参考文献 248
关键词索引 252