01 / 导读
导读
引用
van Blitterswijk, C., & De Boer, J. (Eds.). (2022). Tissue Engineering (3rd ed.). Academic Press.
章节概要
第三版是一部编著教科书，共21章、约750页，由80多位作者撰稿。出版社介绍说，这是一次全面修订，分为组织工程基础，以及选定器官和组织的组织工程两大部分，其语言便于基础生物科学、生物工程和基础医学专业的本科生与研究生理解，章节结构清晰，面向这一领域的新手。它还列有说明基础科学应用的临床应用案例研究。全书内容从细胞和生物学原理出发，经由材料与制造技术，进入具体组织，最后讲到生产制造与临床转化。
第1章：An Introduction to Tissue Engineering; the Topic and the Book（组织工程导论：主题与本书）
由 Jorge Alfredo Uquillas、Lorenzo Moroni 和 Jan de Boer 撰写，约12页。据该章摘要，它概述了作为教学工具的第三版及其读者对象，讨论这一领域的起源、局限与前景，界定受训的组织工程师应具备的态度，并以关于如何使用各章的详细建议收尾。
第2至4章：Stem Cells（干细胞）；Tissue Formation During Embryogenesis（胚胎发生中的组织形成）；Cellular Signaling（细胞信号传导）
生物学基础。第2章由 Mark Pittenger 和 Candace Kerr 撰写，约57页，是篇幅较长的章节之一。第3章（Karperien、Roelen、Passier 和 Gibbs）讲胚胎中的组织形成，第4章（LaPointe 和 Kilian）讲细胞之间的信号传导。
第5至9章：Extracellular Matrix as a Bioscaffold（作为生物支架的细胞外基质）；Synthetic Biomaterials（合成生物材料）；Degradation of Biomaterials（生物材料的降解）；Cell–Material Interactions（细胞与材料的相互作用）；Biomaterials Discovery（生物材料的发现）
材料部分。涉及源自细胞外基质的天然支架（Sicari、Londono、Dziki 和 Badylak）、合成生物材料（Aldana、Bauer 和 Baker）、生物材料如何降解（Hynes 等，约47页）、细胞如何与材料相互作用（Donnelly 等），以及发现新生物材料的实验与计算方法（Hook 等）。
第10至14章：Microfabrication Technology（微加工技术）；Scaffold Design and Fabrication（支架的设计与制造）；Controlled Release Strategies（控释策略）；Bioreactors（生物反应器）；Strategies to Promote Vascularization, Survival, and Functionality of Engineered Tissues（促进工程组织血管化、存活与功能的策略）
工程部分。涉及微加工（Nie、Truckenmüller 和 Takeuchi）、支架的设计与制造（Hutmacher、Tandon 和 Dalton）、信号的控释（Rice、Martino、Bobbala、Scott 和 Hubbell，约44页）、用于研究和生产的生物反应器（Egger 等），以及通过血管化让工程组织存活下去的问题（Filippi 等）。
第15至19章：Skin Tissue Engineering and Keratinocyte Stem Cell Therapy（皮肤组织工程与角质形成细胞干细胞疗法）；Cartilage and Bone Regeneration（软骨与骨再生）；Tissue Engineering of the Nervous System（神经系统的组织工程）；Principles of Cardiovascular Tissue Engineering（心血管组织工程原理）；Tissue Engineering of Organ Systems（器官系统的组织工程）
应用部分。依次是皮肤与角质形成细胞干细胞疗法（Hannen 等）、软骨与骨（Lindahl、Brittberg 等，约51页，是这一部分中最长的）、神经系统（Dalton、Pêgo 等）、心血管组织工程（Chen 和 Cohen）以及器官系统（Jorgensen 和 Atala）。
第20至21章：Product and Process Design: Scalable and Sustainable Tissue-Engineered Product Manufacturing（产品与工艺设计：可扩展、可持续的组织工程产品制造）；Clinical Translation（临床转化）
最后几章追踪从实验室到患者的路径：制造设计（Claes、Heck、Sonnaert、Schrooten 等）与临床转化（Joly、Marechal、Van Assche、Moos 和 Luyten），各约30页。
核心概念
第1至4章：细胞与信号
- 干细胞：为工程组织提供构件的细胞。
- 胚胎中的组织形成：作为工程学借鉴模型的发育过程。
- 细胞信号传导：指挥细胞行为的分子通讯。
第5至9章：材料
- 作为生物支架的细胞外基质：取自组织的基质被用作支架。
- 合成生物材料及其降解：人工材料以及它们在体内如何分解。
- 细胞与材料的相互作用：材料如何影响细胞。
- 生物材料的发现：寻找新材料的实验与计算方法。
第10至14章：工程工具
- 微加工与支架设计：在小尺度上塑造材料。
- 控释：随时间推移递送信号。
- 生物反应器：为研究和生产培养组织的系统。
- 血管化：为工程组织提供血管供给。
第15至21章：组织、制造与临床
- 特定组织的工程：皮肤、软骨与骨、神经系统、心血管组织和器官系统。
- 可扩展、可持续的制造：面向工程组织产品的产品与工艺设计。
- 临床转化：从实验室产品到临床应用的路径。
评析
优点
- 适合新手的逻辑结构。 出版社强调面向该领域新手的清晰结构，目录也印证了这一点：先是细胞，然后是材料，再是制造与生物反应器，之后是组织，最后是生产制造和临床转化。
- 专家执笔。 每章都列出各自的作者，包括写控释的 Hubbell、写支架的 Hutmacher 和 Dalton、写器官系统的 Atala，以及写细胞外基质的 Badylak 等。
- 覆盖整个流程。 关于产品与工艺设计和临床转化的章节，使本书超越科学本身，延伸到生产制造和临床。
- 教学辅助。 导论一章建议了每一章该如何使用，出版社还列出了临床应用案例研究。
局限
- 深度与篇幅不一。 作者逾80人，各章长度从约12页到57页不等，讲干细胞和降解的基础章节较长，水平可能超出入门课程。
- 应用章节有所取舍。 讲具体组织的章节只有五章。出版社提到了骨骼肌、肌腱、韧带、眼和免疫系统工程方面的新内容，但这些主题在目录中没有作为独立章节标题出现，因此读者需要确认它们在哪里讨论。
- 预备知识。 出版社把读者描述为基础生物科学、生物工程和基础医学专业的学生。细胞生物学背景是合理的最低要求，生物学背景的学生在材料和制造章节可能需要帮助。
- 未找到独立书评。 这里的评价依据出版社的介绍、目录和导论一章的摘要。
在课程中的定位
在本课程书单中，van Blitterswijk 和 De Boer 是多位作者合著的课程教材。Ravi Birla 的 Introduction to Tissue Engineering 是单一作者的导论，把组织工程呈现为工程设计问题，是更易入门的第一本书。Jonathan Slack 的 Stem Cells: A Very Short Introduction 简要介绍干细胞与再生医学，可作为第2章的预备读物。
Ioannis Yannas 的 Tissue and Organ Regeneration in Adults 是聚焦于创伤愈合和再生材料的专著，适合想深入了解为什么有的支架能诱导再生而有的不能的研究生。Lanza 等人的 Principles of Tissue Engineering 是涵盖细胞生物学、生物材料、支架和再生医学应用的综合参考书，适合在读完本书之后查阅，或者就本书各章只简略涉及的话题同步参考。
如何使用本书
本书适合生物医学工程、生物工程和生物科学专业的高年级本科生与研究生，以及进入该领域的研究人员。细胞生物学背景是合理的最低要求，学过一些材料科学或化学对读第5至11章有帮助。
实用的阅读计划如下：
- 起步： 先读第1章，它提供了如何使用其他章节的指引。
- 核心： 第2、5、6、8、11、14章，涵盖干细胞、基质与合成材料支架、细胞与材料的相互作用、支架制造和血管化。
- 按兴趣选读： 发育生物学与信号传导读第3、4章；材料降解与发现读第7、9章；制造、释放与生物反应器读第10、12、13章；自己所研究的组织读第15至19章。
- 面向转化： 打算开发产品的人读第20、21章。
读某一组织的章节之前，先读相关的基础章节，并做一张表，把每种组织的需求（细胞、支架、信号、血管供应）与前面的章节对应起来。如果对这一领域很陌生，开始前可以先读 Slack 或 Birla 的小册子。