


定价:108元
印次:1-1
ISBN:9787302711377
出版日期:2026.09.01
印刷日期:2026.09.30
图书责编:苗庆波
图书分类:教材
这本书首先可以为生物医学工程专业学生的高年级本科生编写的教科书。这本书中的章节是由领先的发育生物学家撰写的,思考如何通过使用组织工程/生物材料的工具来控制他们所研究的过程,对他们是个挑战。作者们没有讨论基因和发育通路的清单,而是更广泛地探讨了他们的主题,就如何朝着促再生治疗迈出下一步提供了见解和思考。对于每一章,都有足够的细节来支持这些结论和关于下一步该做什么的想法,以及指导读者去哪里了解更多细节的参考资料。/在所讨论的许多不同模式生物的复杂性和多样性之上,本书重点讨论了三个统一的原则。 首先是,我们认识到胚胎和再生发育的基本细胞和分子机制是高度保守的。当从广义上考虑再生,很明显,有丝分裂、迁移和分化等再生机制在地球生命史上很早就进化形成了。因此,所有动物都能在一定程度上再生,有些动物能很好地再生。历史上,发育遗传学让我们能够发现调节这些细胞行为的信号和途径。今天,随着基因组学和基因操作工具的进步,我们可以在超出传统的、遗传上可驯服的模式生物之外的无限种生物中研究这些机制。这样,我们能够重温经典的再生模型,以便梳理出从损伤开始并最终导致受损或丢失结构再生的事件序列。/第二个原则同样重要,即在胚胎中制造一个器官的通路可以在成年后被重新利用(再生)。虽然在胚胎或成人中控制这些机制的细节可能存在差异,但发育通路至少起一次作用(在胚胎发育期间),甚至在成年后不能很好再生的动物中。因此,获取和控制这些发育通路对工程化再生是必要的,也是可行的。通路的保持是现代发育遗传学的一个重要发现,而再生的关键是探索损伤后如何调控这些通路。/最后,最重要的是,对于实际需要进行工程化构建的东西,我们需要构件(细胞)和指导手册,说明如何将这些构件组合起来,以便重建丢失或损坏的结构。有几章的重点是细胞能做什么(增殖、迁移和分化/去分化),从而产生具有再生能力的细胞群。但是我们知道你需要的不仅仅是细胞,你还需要告诉细胞去哪里和制造什么的信息。这就是我们现在称之为“信息网格”的再生蓝图。功能是当不同的单元被适当地组织成一个功能结构时所创建的一种涌现属性,被编码在信息网格中的正是这些用于组织细胞的信息。
熊卓,清华大学机械工程系长聘教授。现任北京机械工程学会副理事长,中国机械工程学会生物制造工程分会、增材制造技术分会副主任委员,组织器官生物智造和修复再生北京市重点实验室主任。1999年开始从事生物材料3D打印研究工作,是最早进入到生物制造这一新兴的交叉学科研究领域,将3D打印技术拓展到生物医学领域的研究者之一。2004年主持了国家基金委在细胞3D打印领域的第一个资助项目,率先提出基于单元受控堆积成形的细胞3D打印技术并获得**发明专利,2005年起构建了基于细胞受控组装的生物制造工程理论与技术框架体系,提出了通过细胞直接受控组装和细胞间接受控组装构建组织器官的技术路线,进行了三个方面深入的研究工作:细胞三维打印的生物墨水与工艺装备,仿生多尺度组织工程支架的增材制造技术,发育过程启发的复杂器官构建策略与方法。2023年基于微卫星平台开创了复杂肿瘤模型的太空生物3D打印的先河。致力于生物与信息融合(BT 与 IT 融合)前沿问题, 开展DNA数据存储研究,提出了多种冷热数据分级存储方法和DNA活体微凝胶存储系统。发表论文100余篇,引用4000余次,获发明专利授权40余项,曾获机械工业科学技术奖、北京市科学技术奖等学术奖励。
前言 本书代表了再生工程领域下一步的发展。从我们可以通过发育生物学和工程学的融合来实现人类再生的观点出发,再生工程这一新领域已经向前发展。新杂志《再生工程和转化医学》以及作为美国化学工程师学会一部分的再生工程学会的诞生,都是这种发展的证明。总的来说,这些都彰显了将发育生物学和组织工程相结合的重要性。这种结合将成功地超越对身体部分损伤的修复,实现组织和器官再生。 本书被看作超越了开创性的教材《再生工程》 Laurencin,C.T.and Khan,Y.(2013).Regenerative Engineering.CRC Press,Taylor & Francis Group.Boca Raton,FL.,为生物医学工程专业的高年级本科生编写的教科书。与《再生工程》列出了整合到再生工程的广泛的主题和学科不同,《再生工程与发育生物学——原理和应用》聚焦在这些学科的核心之一——发育生物学。这本书是由加图·洛朗森(Cato Laurencin)博士担任主编的再生工程系列丛书的一部分,这些书的内容集中于再生工程领域的五个分支中的一个或多个分支: 材料、发育生物学、干细胞、物理学和临床转化。本书的各章节都是由优秀的发育生物学家撰写的。对他们来说,思考如何通过使用组织工程/生物材料的工具来控制他们所研究的过程是个挑战。作者们没有讨论基因和发育通路的清单,而是更广泛地探讨了他们的主题,就如何朝着促再生治疗迈出下一步提供了见解和思考。每一章都有足够的细节来支持这些结论,并提出了下一步该做什么的想法,以及指导读者去哪里获得了解更多细节的参考资料。 本书旨在面向两个领域的读者...
第1章再生工程与发育生物学导论
1.1引言
1.2发育生物学的观点
1.3工程学的观点
1.4发育的原理
1.4.1发育始于受精终于死亡
1.4.2生命体之间的发育机制是保守的
1.4.3胚胎发育和再生发育之间的机制是保守的
1.4.4复杂性是细胞行为的一种涌现特征
1.4.5成功的再生需要细胞和设计图(信息网络)
1.4.6我们需要学习如何与细胞对话
1.5本书的编排
1.5.1损伤相关的再生启动信号
1.5.2细胞如何进行通信以重塑模式并恢复功能
1.5.3新旧结构的整合
1.5.4器官发育与再生原理
参考文献
第一部分损伤相关的再生启动信号
第2章伤口愈合过程中的活性氧簇和神经上皮相互作用
2.1引言
2.2依赖过氧化氢的皮肤损伤修复
2.3损伤后依赖NOX的过氧化氢形成
2.4伤口中依赖过氧化氢的信号过程
2.5过氧化氢信号在附肢再生过程中的作用
2.6损伤诱导的过氧化氢刺激皮肤感觉轴突再生
2.7皮肤神经末梢在损伤修复中的作用
2.8未来展望
参考文献
第3章通过控制炎症的建设力和破坏力促进修复和再生
3.1引言
3.2典型炎症
3.3参与感知、放大或消除炎症信号的免疫细胞
3.4炎症是组织修复和再生早期需要的积极信号
3.5损伤修复失败是再生的主要障碍
3.6整合体内生物相容性、有效性和安全性的工程化实践
3.7通过塑造炎症微环境的特征来工程化再生
3.8结论
参考文献
第4章面向解剖学目标状态的细胞活动生物电协调: 再生的工程视角
4.1引言
4.1.1作为动态形态稳态... 查看详情
《再生工程和发育生物学:原理和应用》是Cato Laurencin博士担任主编的再生工程系列丛书的一部分,聚焦在再生工程所涉及的广泛主题和学科的核心之一—发育生物学。这本书代表了再生工程领域下一步的发展。从我们认识到可以通过发育生物学和工程学的融合来实现人类再生开始,这一新领域已经有了长足的发展。美国化学工程师学会成立了名为“再生工程学会”的新分支,新的学术期刊《再生工程和转化医学》也诞生了,这些都是这个领域蓬勃发展的证明。总的来说,这些都彰显了将发育生物学和组织工程相结合的重要性,两者成功结合必将推动该领域的研究**对身体部分损伤的修复,实现组织和器官再生。这本书旨在达到两个目标。首先,对于发育生物学领域的读者,作者鼓励大家开始思考诱导再生怎么是一个工程问题。从历史上看,发育生物学一直致力于发现事物是如何运作(how things work)的,现在是时候用这些知识让事物运作起来(make something work)了。这就是工程师们所做的,他们制造出能工作的东西。对于工程领域的读者,作者鼓励他们认识到,发育生物学家已经发现了很多关于胚胎发育和动物再生的知识,并且已经确定了一些关键的特性和过程,这些特性和过程需要通过工程来实现身体各部分的再生。
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