生物医用高分子材料(上)

本书为“生物材料科学与工程丛书”之一。生物医用高分子材料具有十分广泛的用途和丰富的科学内涵。本书从基础层面介绍高分子以及医用高分子材料的基本概念和主要用途，并且特别结合各章作者的特长总结了医用高分子的多个方面，在介绍国际学术前沿的同时，也适当突出我国学者的相关基础研究。为响应国家从上游基础研究和下游应用的全链条研究开发的号召，本书也适当介绍了面向临床应用的实例和相关医疗器械的生物学评价原则。本书集中了我国有关专家学者和高级研发人员，他们从多个方面介绍了生物医用高分子材料的基础知识、近期新科研动态和趋势展望，可供相关领域的高等院校师生、科研人员、有关企事业员工和医务工作者参考，既方便初学者获得有关生物医用高分子材料的基础知识，也有助于研发人员洞悉前沿和深入思考。

总序
前言
（上）
第1章 医用高分子材料概论 1
1.1 生物材料的定义和分类 1
1.2 医用高分子材料的发展历程 2
1.3 医用高分子材料的基本要求与特色 4
1.4 主要的医用高分子材料类型和用途 4
1.4.1 医用高分子材料类型 4
1.4.2 医用高分子材料的用途简介 7
1.5 医用高分子材料的发展趋势 9
参考文献 11
第2章 高分子基础知识和常见的医用合成高分子 13
2.1 高分子基础知识 13
2.1.1 高分子的定义与历史 13
2.1.2 高分子的结构与命名 14
2.1.3 高分子的基本参数 15
2.1.4 高分子的分类 17
2.1.5 高分子材料的制备方法 17
2.1.6 影响聚合物性能的因素 18
2.2 常见的医用高分子简介 19
2.3 常见的医用合成高分子 20
2.3.1 可降解合成高分子 20
2.3.2 不可降解合成高分子 26
参考文献 30
第3章 天然高分子基生物医用材料 38
3.1 天然高分子概述 38
3.1.1 主要的天然高分子 39
3.1.2 天然高分子材料的生物医学应用前景 42
3.2 天然高分子药物缓释载体材料 44
3.2.1 壳聚糖载体 44
3.2.2 海藻酸载体 46
3.2.3 普鲁兰多糖载体 47
3.2.4 其他天然高分子载体 48
3.3 天然高分子组织工程材料 49
3.3.1 骨组织工程材料 49
3.3.2 皮肤组织工程材料 51
3.3.3 神经组织工程材料 53
3.3.4 其他组织工程材料 55
3.4 天然高分子医用敷料 56
3.4.1 纤维素基敷料 56
3.4.2 甲壳素/壳聚糖敷料 58
3.4.3 海藻酸敷料 60
参考文献 62
第4章 可注射性热致水凝胶 73
4.1 热致水凝胶的含义和特色 74
4.2 PEG-聚酯热致水凝胶 76
4.2.1 可热致凝胶化的PEG-聚酯嵌段共聚物的合成 76
4.2.2 PEG-聚酯热致水凝胶的凝胶性质及其性能的调控 77
4.2.3 热致水凝胶的凝胶化机理 80
4.2.4 热致水凝胶的体内降解与生物相容性 82
4.2.5 热致水凝胶的医学应用 83
4.3 PEG-聚多肽热致水凝胶 98
4.4 聚有机磷腈水凝胶 99
4.5 小结与展望 101
参考文献 102
第5章 高强度医用水凝胶 112
5.1 高强度医用水凝胶定义 113
5.2 高强度医用水凝胶分类 113
5.2.1 化学交联高强度水凝胶 113
5.2.2 物理/化学双交联高强度水凝胶 114
5.2.3 物理交联高强度水凝胶 117
5.3 多功能高强度水凝胶的构建 119
5.3.1 形状记忆水凝胶 119
5.3.2 刺激响应性水凝胶 120
5.3.3 自修复高强度水凝胶 123
5.3.4 导电高强度水凝胶 123
5.3.5 3D打印高强度水凝胶 123
5.4 高强度水凝胶在生物医学领域的应用 124
5.4.1 药物/基因递送载体 124
5.4.2 智能细胞培养支架 125
5.4.3 柔性器件与传感器 125
5.4.4 人工角膜 126
5.4.5 人工软骨替代物 126
5.4.6 骨缺损修复支架 127
5.4.7 人工血管 128
5.4.8 较为动脉瘤栓塞材料 129
参考文献 131
第6章 药用高分子 136
6.1 口服制剂中的高分子 137
6.1.1 普通口服制剂中的高分子 137
6.1.2 口服缓控释制剂中的高分子 140
6.1.3 口服定时定位制剂中的高分子 142
6.2 注射制剂中的高分子 145
6.2.1 高分子药物 146
6.2.2 纳米给药系统 156
6.3 植入给药系统中的高分子 164
6.3.1 非生物降解型植入剂中的高分子 164
6.3.2 生物可降解型植入剂中的高分子 165
6.3.3 可注射植入剂中的高分子 166
6.4 经皮给药制剂中的高分子 167
6.4.1 常规经皮给药制剂中的高分子 167
6.4.2 微针给药系统中的高分子 171
6.5 眼部给药系统中的高分子 175
6.5.1 水凝胶 176
6.5.2 眼部插入剂 178
6.6 黏膜给药制剂中的高分子 180
6.6.1 鼻腔黏膜给药制剂中的高分子 180
6.6.2 阴道黏膜给药制剂中的高分子 182
6.6.3 直肠黏膜给药制剂中的高分子 182
6.7 介入治疗中的高分子 183
6.7.1 血管支架置入术 183
6.7.2 栓塞术 184
6.8 影像制剂中的高分子 187
6.8.1 荧光成像 188
6.8.2 生物发光成像 189
6.8.3 光声成像 190
6.8.4 放射性影像 191
6.9 细胞和免疫治疗用高分子 192
6.9.1 输送载体 192
6.9.2 细胞支架 194
参考文献 196
第7章 基于响应性高分子的探针和诊疗功能材料 204
7.1 响应性高分子概述 205
7.2 响应性高分子荧光探针 206
7.2.1 基于响应性高分子本体性质的温度和pH探针 207
7.2.2 超分子识别型响应性高分子荧光探针 209
7.2.3 化学反应型高分子荧光探针 210
7.3 响应性高分子磁共振造影探针 216
7.3.1 光响应大分子磁共振造影剂 217
7.3.2 生物微环境响应性大分子磁共振造影剂 218
7.3.3 生物微环境响应性高分子诊疗材料 223
7.4 小结与展望 229
参考文献 231
第8章 抗肿瘤纳米药物的设计 239
8.1 抗肿瘤纳米药物的设计原理 240
8.1.1 抗肿瘤纳米药物的研究现状 240
8.1.2 抗肿瘤靶向药物输送过程：CAPIR级联过程与输送瓶颈 240
8.1.3 纳米药物的功能协同：2R2SP需求与3S纳米特性转换 242
8.1.4 实现3S纳米特性转换的方法 244
8.1.5 肿瘤渗透 251
8.2 电荷反转纳米药物的设计 253
8.2.1 电荷反转化学原理 253
8.2.2 纳米药物电荷反转策略实现途径 253
8.3 利用电荷反转实现3S纳米特性转换 256
8.3.1 电荷反转用于调控纳米药物的表面电势 256
8.3.2 电荷反转用于调控纳米药物尺寸 256
8.3.3 电荷反转用于调控纳米药物的稳定性 258
8.4 小结与展望 260
参考文献 262
第9章 RNA干扰药物的高分子递送载体 279
9.1 RNA干扰概述 280
9.2 RNA干扰现象的发现及作用机制 280
9.2.1 RNA干扰现象的发现 280
9.2.2 RNA干扰的作用机制 281
9.3 RNA干扰药物在疾病治疗中的应用及面临的挑战 282
9.3.1 RNA干扰在抗病毒治疗中的研究 282
9.3.2 RNA干扰在肿瘤治疗中的研究 283
9.3.3 已完成及正进行临床试验的RNA干扰药物 284
9.4 RNA干扰药物的高分子递送载体 286
9.4.1 基于环糊精的纳米载体 287
9.4.2 基于壳聚糖的纳米载体 288
9.4.3 基于PEI的纳米载体 288
9.4.4 基于PLGA/PLA的纳米载体 289
9.4.5 基于聚阳离子树枝状大分子的纳米载体 290
9.4.6 高分子材料辅助的脂质体类纳米载体 291
9.5 阳离子脂质辅助的纳米载体 293
9.5.1 基于PEG-PLA/PLGA的阳离子脂质辅助的纳米载体 293
9.5.2 肿瘤酸度响应性CLAN 294
9.5.3 CLAN递送小干扰RNA在肿瘤等疾病治疗中的应用 295
9.5.4 CLAN的临床前研究 296
9.6 小结与展望 297
参考文献 298
第10章 高分子造影剂 303
10.1 核磁共振影像原理与高分子造影剂的构建 304
10.1.1 磁共振T1造影剂及其设计 305
10.1.2 磁共振T2造影剂及其设计 307
10.2 其他生物成像方法的原理与高分子造影剂的构建 312
10.2.1 光学影像原理及造影剂设计 312
10.2.2 光声影像原理及造影剂设计 314
10.2.3 超声影像原理及造影剂设计 317
10.2.4 核医学影像原理及造影剂设计 321
10.2.5 X射线影像原理及造影剂设计 326
10.2.6 多模态造影剂 329
10.3 磁共振造影剂纳米粒子的生物安全性研究 331
参考文献 333
第11章 影像可视化药物和基因输送高分子载体 343
11.1 基于高分子载体的药物和基因输送 344
11.2 影像可视化引导高分子载体输送体系进行更高效的疾病治疗 346
11.2.1 影像可视化可反映高分子传输体系在体内的实时分布与代谢 347
11.2.2 影像可视化实现高分子传输体系的诊疗一体化 347
11.2.3 影像可视化的引入可促进药物的释放与渗透 348
11.3 高分子载体输送体系的影像可视化手段 350
11.3.1 光学成像是*常用的高分子载体输送体系可视化途径 350
11.3.2 磁共振成像对高分子载体的体内输送行为进行实时监测 353
11.3.3 超声成像辅助高分子载体输送体系进行靶点药物释放 356
11.3.4 高分子载体体系其他影像可视化手段的实现 359
11.3.5 多模态成像的引入实现高分子载体输送体系的体内精准定位 363
11.4 影像可视化高分子载体的应用与展望 365
参考文献 365
第12章 自身具有治疗功能的聚合物材料 374
12.1 从载体材料到具有治疗功能的聚合物材料 374
12.2 可抑制免疫反应的阳离子聚合物 375
12.2.1 阳离子聚合物抑制免疫反应的机理 375
12.2.2 采用阳离子聚合物全身治疗的应用 377
12.2.3 采用阳离子聚合物局部治疗的应用 379
12.2.4 阳离子聚合物的生物安全性 381
12.3 具有药理活性的树形大分子 382
12.3.1 抗炎症反应的树形大分子 382
12.3.2 抗肿瘤的树形大分子 385
12.3.3 抗病毒的树形大分子 386
12.4 小结与展望 387
参考文献 387
关键词索引 392