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導讀
引用
Fournier, R. L. (2018). Basic Transport Phenomena in Biomedical Engineering (4th ed.). CRC Press.
章節概要
第四版共十一章，篇幅約 630–650 頁（各目錄記載略有出入）。從目錄即可看出整體脈絡：一章簡短的導論；三章鋪墊物理與生理基礎（熱力學、體液與細胞膜、血液）；兩章質量傳遞；隨後是氧傳遞、藥代動力學，以及三章關於裝置與工程化組織的內容。出版社的簡介稱本書涵蓋動量傳遞與質量傳遞，目標是醫療器械的設計。
第1章：Introduction（導論）
開篇一章為全書定調。出版社的簡介還把單位與量綱的複習以及解工程問題的小技巧列入本書內容，這類材料面向仍在建立工程解題習慣的讀者；目錄沒有說明它位於哪一章。
第2章：A review of thermodynamic concepts（熱力學概念複習）
在討論任何傳遞之前先講熱力學。出版社稱這一部分考察熱力學概念，重點是溶液的性質，這是下一章理解滲透和膜行為所需的背景。
第3章：Physical properties of the body fluids and the cell membrane（體液與細胞膜的物理性質）
本章轉向體液以及分隔各體液區室的細胞膜。簡介把體液、滲透和膜過濾列為深入探討的主題。
第4章：The physical and flow properties of blood and other fluids（血液及其他流體的物理性質與流動性質）
關於流體流動的內容似乎集中在這裡，即血液和其他流體的物理性質與流動性質。
第5–6章：Mass transfer fundamentals（質量傳遞基礎）；Mass transfer in heterogeneous materials（非均質材料中的質量傳遞）
兩章展開質量傳遞，先講基礎，再講非均質材料中的傳遞。出版社把溶質傳遞列為深入處理的主題之一。
第7章：Oxygen transport in biological systems（生物系統中的氧傳遞）
氧傳遞單獨成章，緊隨兩章質量傳遞之後，專門討論一種溶質。
第8章：Pharmacokinetic analysis（藥代動力學分析）
藥代動力學分析與溶質傳遞、氧傳遞一同被出版社列出，討論藥物在體內的移動與去向。
第9–11章：Extracorporeal devices（體外裝置）；Tissue engineering and regenerative medicine（組織工程與再生醫學）；Bioartificial organs（生物人工器官）
最後三章是前面內容所通向的應用。出版社說，這些化學與物理傳遞過程被用於人工器官、生物人工器官、控釋藥物系統和組織工程的開發，並指出新版特別關注組織工程與器官再生。
核心概念
第1–4章：導論至血液
- 溶液熱力學：溶液的性質，簡介稱之為熱力學複習的重點。
- 滲透與膜過濾：流體和溶質如何穿過細胞膜交換，是體液一章的主題。
- 血液的流動性質：第4章中血液及其他流體的物理性質與流動性質。
第5–8章：傳遞與藥代動力學
- 非均質材料中的質量傳遞：溶質在複合介質中的傳遞，即第6章的標題。
- 氧傳遞：生物系統中的氧傳遞，第7章。
- 藥代動力學分析：對藥物分佈與消除的定量描述，第8章。
第9–11章：裝置與工程化組織
- 體外裝置：在體外工作的裝置，第9章。
- 組織工程與再生醫學：第10章。
- 生物人工器官：第11章。
評析
優點
- 從原理到裝置的清晰路徑。 目錄由熱力學和體液出發，經過質量傳遞、氧傳遞和藥物傳遞，最後才到體外裝置、組織工程和生物人工器官，因此每個應用章節所需的工具都已就位。
- 面向多種背景的讀者。 出版社把生物醫學、化學、機械工程、生物技術、生物工程、醫學和生命科學的學生列為讀者，並加入單位與量綱的複習及解題提示，降低了化學工程以外讀者的入門門檻。
- 聚焦裝置與組織。 書中明確的目標是人工器官、生物人工器官、控釋藥物和組織工程背後的傳遞過程，使傳遞課程有了具體的生物醫學用途。
- 本版經過修訂。 Google Books 上有一份該版出版前的說明，稱新版加強了組織工程與器官再生，把完整解答放在正文中而不是單獨的解答手冊裡，並首次使用 MATLAB。Routledge 頁面證實了組織工程一章的標題。
局限
- 沒有傳熱。 出版社稱本書涵蓋動量傳遞與質量傳遞，章節標題中也看不到能量或傳熱的章節。需要講授生物傳熱的課程要另選教材。
- 章節標題之外細節有限。 公開的目錄只有章節標題。數學難度、習題數量以及 MATLAB 內容的分量，讀者需要通過樣章或前言自行確認。
- 章節較長。 十一章、六百多頁，平均每章約六十頁，一學期的課程需要在應用章節中取捨，難以全部覆蓋。
在課程中的定位
Fournier 是生物醫學工程中通向裝置設計的傳遞入門。Bird、Stewart、Lightfoot 和 Klingenberg 的 Introductory Transport Phenomena 是通用的化學工程本科教材，並行展開動量、熱量與質量傳遞，當需要更深入理解各類平衡的物理時是有用的補充。Rubenstein、Yin 和 Frame 的 Biofluid Mechanics 對迴圈系統中的流體力學處理得更充分，適合想要比一章血液與其他流體更多流體內容的讀者。
Roselli 和 Diller 的 Biotransport 是最接近的替代選擇：它並行處理流體、熱和質量傳遞，因此如果課程要求傳熱，它更合適；而 Fournier 提供藥代動力學、體外裝置和生物人工器官。在研究生層次討論細胞膜與可興奮細胞時，Friedman 的 Principles and Models of Biological Transport 更專門；Truskey、Yuan 和 Katz 的 Transport Phenomena in Biological Systems 則是連線傳遞理論與生理學的定量橋梁，涵蓋流體流動、擴散、反應和電動力學過程。
如何使用本書
本書適合已學過微積分、微分方程以及大學化學與物理的生物醫學或化學工程高年級本科生和研究生一年級學生，也可供有一定定量基礎的機械工程、生物技術和生命科學學生使用。出版社沒有列出先修要求；微積分、微分方程和基礎化學、物理是合理的預設，學過流體力學或質量傳遞會更有幫助。
實用的讀法：按順序讀第1–4章作為基礎，再以第5–7章為核心的傳遞主線。第8章對關注藥物遞送或藥理學的讀者最為重要。第9–11章則按專案或課程重點選讀：體外裝置對應透析和氧合，組織工程對應再生應用，生物人工器官對應綜合設計。無論哪一章，先自己列出每個平衡式再看例題解答，並用習題練習選擇假設和檢查單位。