生物礦化

ISBN：9787302275848

定價：78元

印次：2-1

裝幀：精裝

印刷日期：2012-5-14

作者：崔福齋等

本書對生物礦化的過程、原理及相關研究作了較全面的介紹，其中不僅包括對天然礦物、

礦化過程及機理的基本介紹，並對植物的生物硅化作了特別介紹。同時，本書介紹了國家自然科學基金項目對生物礦化的一些最新研究成果，如生物礦化的細胞調控和基因調控的相關內容，最後對病理礦化、仿生礦化模擬作了簡要介紹。本書對天然材料(骨骼和牙齒等)、仿生材料、複合新材料的研究領域中有關生物礦化的工作能起較好的參考和指導作用。

本書在第1版的基礎上作了修訂，相對於第1版新增加了病理結石、牙本質礦化過程與細胞活動、牙釉質的發育及其生物礦化、光合生物體內的二氧化硅等內容。

本書面對廣大的材料科學、生物工程、化學、醫學等領域的研究人員。對納米醫藥課題有興趣的人員，也是本書潛在的讀者群。

第1章生物中的礦物

1.1天然生物礦物的種類

1.1.1碳酸鈣

1.1.2磷酸鈣

1.1.3氧化鐵與硫化鐵

1.1.4硅石類

1.2幾種典型的天然生物礦物

1.2.1貝殼的結構與高韌性

1.2.2魚耳石

1.2.3骨

1.2.4牙

1.2.5病理結石

1.2.6象牙

1.2.7蛋殼

1.2.8棘皮動物

1.3天然生物礦物的形貌特徵

1.3.1對稱性破壞

1.3.2生長方向調節

1.3.3有機支架

1.3.4囊泡在硅藻和放射蟲礦化中的作用

1.3.5多細胞生物

1.3.6討論

1.4天然生物礦物的結構特徵

1.4.1分級結構

1.4.2預構建

1.4.3高度有序的自組裝

1.4.4多級過程

參考文獻

第2章生物礦化中的結晶原理

2.1晶體生長基礎

2.1.1結晶過程中的熱力學

2.1.2成核

2.1.3成核動力學

2.1.4晶體生長動力學

2.1.5納米組裝

2.1.6前驅相和相轉化

2.2生物礦化的調控途徑

2.2.1晶體與台階的形貌

2.2.2生物礦化中的晶面識別

2.2.3生物礦化中的晶體生長

2.3界面能量控制

2.3.1界面能和晶體生長

2.3.2接觸角和Young’s公式

2.3.3界面能和生物結合界面

2.3.4界面能和相轉化

2.3.5相轉化動力學控制

2.3.6晶體組裝的控制

2.4納米溶解

2.4.1溶解過程中的台階行為

2.4.2納米顆粒的穩定性

參考文獻

第3章有機基質調控生物礦化

3.1有機基體作為機械構架

3.2大分子和有機基質——一個普適的模型

3.3有機基質誘導成核

3.3.1界面處的分子識別

3.3.2靜電積累

3.3.3表面形貌

3.3.4結構匹配——幾何模型

3.3.5立體化學模型

3.4有限反應空間中的化學合成

3.4.1囊泡

3.4.2鐵蛋白

3.4.3細胞和細菌的組裝

3.4.4聚合物多孔材料

3.5天然礦物中的有機基質

3.5.1骨中的有機基質

3.5.2牙釉質基質的主要蛋白

3.5.3貝殼珍珠層中的大分子基體

3.5.4淡水珍珠中的有機大分子

3.5.5魚耳石中的有機大分子

3.6體外模擬有機基質調控礦化

3.6.1晶體生長

3.6.2晶體生長的抑制

3.6.3晶體形貌

3.6.4多晶型

3.7有機模板上的取向形核

3.7.1LB膜

3.7.2SAMs

3.8人工合成碳酸鈣晶體的晶型及形貌控制

3.8.1Mg2+作為添加劑

3.8.2有機小分子作為添加劑

3.8.3生物大分子作為添加劑

3.8.4微印法實現結晶位點控制

3.8.5納米碳酸鈣

3.9小結

參考文獻

第4章生物礦化的細胞調控

4.1引言

4.2礦化相關蛋白的細胞合成與分泌

4.2.1蛋白質的合成

4.2.2膠原的合成

4.3生物礦化中的細胞調控作用

4.3.1細胞分泌蛋白與生物礦化組織

4.3.2骨礦化過程中的細胞調控作用

4.3.3牙本質礦化過程與細胞活動

4.3.4牙釉質礦化過程與細胞活動

4.4骨修復中的細胞調製礦化

4.4.1骨折癒合與骨重塑

4.4.2骨組織工程中的細胞調製礦化

參考文獻

第5章生物礦化與基因調控

5.1引言

5.2基因的生物功能

5.2.1基因表達及其特點

5.2.2基因表達的調節方式

5.3生物礦化中的基因調控作用

5.3.1骨礦化過程中的基因調控作用

5.3.2牙釉質礦化過程中的基因調控

5.4轉基因動物技術與生物礦化

5.4.1轉基因動物技術與骨礦化研究

5.4.2轉基因動物技術與牙釉質礦化研究

5.5基因治療與生物礦化

5.5.1基因治療用於骨疾病

5.5.2骨缺損基因治療

5.6基因模板在生物模擬礦化中的應用

5.6.1DNA模板納米粒子自組裝的典型結構

5.6.2DNA模板組裝一維金屬納米線

5.6.3DNA模板自組裝納米顆粒二維及三維網路體系

5.6.4天然病毒DNA指導一維納米材料的合成

參考文獻

第6章牙釉質的發育及其生物礦化

6.1牙釉質的發育過程

6.2牙釉質礦化過程中的細胞外基質蛋白

6.2.1釉原蛋白

6.2.2成釉蛋白

6.2.3釉蛋白

6.3牙釉質基質蛋白調控生物礦化

參考文獻

第7章病理性礦化Ⅰ——與骨質減少和血管鈣化有關的生物礦化

7.1骨的病理性礦化

7.1.1去勢大鼠骨基質的改變：非膠原蛋白在骨礦物

形成中的作用

7.1.2長期低劑量喂鑭大鼠的骨礦物相

7.1.3外源性金屬離子對骨相關細胞的影響

7.1.4氧化膽固醇抑制骨髓基質細胞向成骨細胞分化

7.2血管鈣化

7.2.1膽固醇誘導鈣磷酸鹽沉積：物理化學作用

7.2.2血管平滑肌細胞的凋亡對鈣化的貢獻

7.2.3血管平滑肌細胞的成骨樣分化對鈣化的貢獻

參考文獻

第8章病理性礦化Ⅱ——結石與牙的病理礦化

8.1泌尿繫結石

8.1.1草酸鈣結石

8.1.2尿酸結石

8.1.3磷酸鈣結石

8.1.4胱氨酸結石

8.2膽結石

8.2.1膽結石的基本理化性質和微觀結構

8.2.2影響膽結石形成的因素

8.2.3對膽結石環狀結構形成的體外模擬

8.3人體中的不常見結石

8.3.1胰腺結石

8.3.2支氣管結石

8.3.3前列腺結石

8.3.4腸胃結石

8.3.5肺泡微結石

8.3.6鼻腔結石

8.3.7其他結石

8.4牙的病理礦化

8.4.1齲齒

8.4.2牙石

8.4.3氟牙症

參考文獻

第9章光合生物體內的二氧化硅

9.1硅的生物地質化學循環

9.2生物硅化的起源和進化

9.3硅化學和硅生物化學

9.4硅化結構和功能關係

參考文獻

向人體內鈣化學習——寫在書後

索引