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バイオマテリアルサイエンス

目次

序章 バイオマテリアルの重要性
1章 生体の構造と機能
1.1 DNAとRNA
(生体の設計図/DNAとRNAの化学構造/DNAの二重らせん/DNAの複製/DNAのインターカレーション/RNAの機能/セントラルドグマ)
1.2 タンパク質
(アミノ酸/タンパク質の一次構造/タンパク質の二次構造/タンパク質の三次構造/タンパク質の四次構造/酵素/酵素阻害剤/抗体)
1.3 糖鎖
(グルコース,単糖/多糖/オリゴ糖)
1.4 脂質
(脂肪酸/グリセロリン脂質/スフィンゴ脂質/コレステロール/脂質集合体)
1.5 細胞
(生体膜/オルガネラ(細胞小器官)/細胞から組織へ)

2章 バイオマテリアルの種類
2.1 医療領域で使用されるメタル
2.2 新しいメタル材料
(チタンおよびチタン合金/ニッケルチタン)
2.3 セラミックス材料
(バイオアクティブガラス/ハイドロキシアパタイト焼結体/アルミナ)
2.4 カーボン材料
2.5 ポリマー材料
2.6 ポリマーの合成
(付加重合/ラジカル重合の素反応/開始剤と付加重合性モノマー/縮合重合(重縮合)/重付加/開環重合)
2.7 合成ポリマーの構造
(共重合体/分岐構造)
2.8 バイオマテリアル用ポリマー材料
(天然ポリマー/超高分子量ポリエチレン/ポリ塩化ビニル/シリコーン/ポリウレタン/ポリメチルメタクリレート/ポリシアノアクリレート/ポリ(α-ヒドロキシ酸)/ポリスルホン/ポリテトラフルオロエチレン)

3章 バイオマテリアルのための物理化学
3.1 界面での反応―界面科学の基礎
(表面自由エネルギーおよび表面張力/界面活性剤およびコロイド/吸着/接着/薄膜および表面電位)
3.2 分子間力―物理化学の基礎
(疎水性相互作用/静電的相互作用/水素結合)
3.3 拡散
3.4 熱力学

4章 バイオマテリアルの性質
4.1 力学特性の基礎
4.2 材料の変形
(弾性と塑性/延性と脆性)
4.3 材料の熱特性
4.4 多相系ポリマーとポリマーアロイ
(ポリマーブレンドとポリマーアロイ/ポリマー混合系の熱力学/相互進入網目構造/共重合体によるポリマーアロイ)
4.5 ポリマーゲル
(ゲルとは何か/ゲルの調製法/ゲルの物理化学/ゲルの相転移/ポリマー溶液の相図/インテリジェントポリマー)
4.6 ポリマー微粒子
(ポリマーおよびマイクロスフェア/重合によるマイクロスフェア作製/エマルション法によるマイクロスフェア作製/ポリマーミセルおよびナノゲル)
4.7 ポリマー膜
(ポリマー膜の分類/気体の膜透過および分離機構/溶液系での膜分離)

5章 バイオマテリアルの設計
5.1 生体適合性材料の設計
5.2 生体防御反応
(血液凝固反応/免疫系の反応/軟組織での反応/骨組織での反応)
5.3 血栓形成阻止の基本的概念
(生体と材料の界面での現象/表面の物理化学的性質の制御/生理活性分子の利用/細胞膜表面の再構築による方法)
5.4 血液成分が材料に与える影響
5.5 タンパク質の吸着挙動
5.6 軟組織に対する適合性
5.7 硬組織適合性と材料設計
5.8 生体吸収性材料

6章 新しい医療のなかのバイオマテリアル
6.1 循環器系人工臓器
(人工心臓/人工血管/人工肺)
6.2 代謝系人工臓器
(人工腎臓/人工膵臓)
6.3 運動系人工臓器
(人工関節/歯科補綴材および接着剤)
6.4 ドラッグデリバリーシステム(DDS)
(薬効の発現/DDSのための基本要素/徐放型DDS/吸収制御型DDS/プロドラッグ/薬物の血中濃度変化/受動ターゲティング/微粒子状キャリヤ/臓器および組織へのターゲティング)
6.5 再生医療
(再生医療の進歩/スキャホールド材料/再生医療に用いる細胞/バイオリアクター/再生医療を支えるバイオマテリアル技術)
6.6 遺伝子治療と遺伝子診断
(遺伝子治療/非ウイルスベクター/リポソーム/カチオン性ポリマー/非ウイルスベクターによる遺伝子発現の機構/その他の遺伝子導入戦略/核酸医薬)
6.7 高度診断システム
(免疫学的測定法/エンザイムイムノアッセイ/微粒子を用いたシステム/バイオセンサ/遺伝子検出による新しい医療/テーラーメイド医療/一塩基変異多型/DNAチップによる遺伝情報解析/ゲノム創薬による分子標的薬/プロテインチップ)

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内容説明

著者のことばから:近年,真の意味での医学と工学の連携が頻繁に行われるようになり,材料の最先端技術を医療に応用しようとする試みと医療現場を知ったうえでの材料開発が行われるようになってきた。バイオマテリアルもそうした流れに乗っている一員である。  最近のバイオ技術の革新的な発展にともない,バイオマテリアルの必要性が医療のみならず,細胞生物学,分子生物学,環境工学などの分野においても高まってきている。大学においてもバイオを専門とする学部,学科が増えてきている。しかしながらバイオマテリアルに関して,これまでは研究者向けの専門書がほとんどであった。本書は医学および工学を志す学部生の双方を対象として,基礎から最新技術までを平易にまとめた初めてのテキストである。

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