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導讀
引用
Wagner, W. R., Sakiyama-Elbert, S. E., Zhang, G., & Yaszemski, M. J. (Eds.). (2020). Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine (4th ed.). Elsevier.
章節概要
這是一部篇幅很大的多人編寫的參考書，印刷版約1,600頁，分為三個部分和若干附錄。出版社公佈的目錄並不是少數幾章長文，而是將近一百個簡短的編號單元（例如講水凝膠的1.3.2E、講補體系統的2.2.4），每一單元由相應領域的專家撰寫。
第一部分：材料科學與工程
第1.1節「生物材料概覽」以「生物材料科學：不斷演進的多學科事業」和「生物材料的歷史」開篇。第1.2節「材料的性質」講物質與材料的本質、體相性質、表面性質與表面表徵，以及水在生物材料中的作用。
第1.3節「醫學中使用的材料類別」是本部分最長的一節。它先講基本原理，再分別介紹各類材料：聚合物（聚氨酯、有機矽、含氟材料、修復用複合材料與黏合劑、水凝膠、可降解聚合物、「智慧聚合物」）、金屬（包括鎳鈦諾在內的鈦合金、不鏽鋼、鈷鉻合金、可降解金屬）、陶瓷、玻璃與微晶玻璃（羥基磷灰石、結構氧化物陶瓷）、碳基生物材料、天然材料（加工組織、細胞外基質蛋白）、複合材料，以及微粒與奈米粒子。
第1.4節「材料加工」討論材料如何變成器件和表面：物理化學表面改性、抗汙與抗血栓表面、表面固定化生物分子、表面圖案化、醫用纖維與生物紡織品、表面粗糙與多孔材料，以及增材製造。
第二部分：生物學與醫學
第2.1節「若干背景概念」介紹材料專業讀者需要的生物學知識：吸附蛋白質、體外的細胞與表面、組織結構與損傷反應、細胞外基質與細胞—生物材料相互作用，以及機械力對細胞和組織的影響。
第2.2節「機體對生物材料的反應及其評價」涵蓋炎症、傷口癒合與異物反應，先天免疫與適應性免疫，補體系統，全身毒性與免疫毒性，凝血與血液—材料相互作用，腫瘤發生，以及生物膜與器材相關感染。
第2.3節「生物材料的表徵」轉向測試：生物相容性的概念與評估、組織相容性的體外與體內試驗、血液—材料相互作用的評價，以及動物手術與動物護理。第2.4節「材料在生物環境中的降解」講聚合物的化學與生化降解、金屬腐蝕、陶瓷的降解，以及病理性鈣化。
第2.5節「生物材料的應用」依次巡覽各臨床領域：心血管器材（心臟瓣膜、起搏器、迴圈輔助裝置、支架與血管移植物）、體外人工器官、骨科、牙科和眼科應用、生物電子神經植入物、燒傷敷料與皮膚替代物、黏合劑、免疫工程、腫瘤微環境模型系統、藥物遞送系統，以及基於酶的生物感測器。第2.6節「生物材料在功能性組織工程中的應用」涵蓋組織工程的概念、支架及其微觀力學設計準則，以及肌腱、骨、心血管和軟組織工程。
第三部分：醫療產品的生命週期
最後一部分沿著基於生物材料的器材，從概念走到臨床乃至之後：產品全生命週期、安全與風險、滅菌與消毒、驗證與確認、商業考量、監管約束、標準的作用、植入物取出與失效分析、法律概念，以及道德與倫理問題。附錄列出生物體液和軟材料的性質、植入用金屬與陶瓷的化學成分以及生物材料文獻；另有一個關於組織中細胞與基質成分評估的附錄僅提供線上版本。
核心概念
第一部分：材料科學與工程
- 生物材料的類別：聚合物、金屬、陶瓷與玻璃、碳、天然材料和複合材料；每一類都先講基本原理，再講具體材料。
- 表面性質與表面改性：身體首先接觸的是材料的表面而非本體，因此本書詳細討論表徵、圖案化、固定化生物分子和抗汙塗層。
- 可降解與可生物降解材料：被設計成會被吸收、而不是長久存在的聚合物和金屬。
第二部分：生物學與醫學
- 蛋白質吸附：材料一接觸體液，蛋白質就會在瞬間覆蓋其表面，並影響細胞隨後的行為。
- 異物反應與免疫：植入物引發的炎症、傷口癒合和免疫啟用的先後過程。
- 生物相容性評估：這一概念本身，以及用來判斷它的體外和體內試驗。
- 體內降解：腐蝕、水解和鈣化會限制植入物的使用時間。
- 組織工程支架：在新組織形成過程中支撐細胞的多孔材料。
第三部分：醫療產品的生命週期
- 產品全生命週期：器材從設計、驗證、監管到取出的整個規劃過程。
- 滅菌、風險與監管：材料成為上市器材之前必須經過的安全、標準和法律環節。
評析
優點
- 一冊之內涵蓋面廣。 目錄從原子層面的性質和各大類材料出發，經過免疫學與血液相互作用，直到具體的臨床器材和監管生命週期，因此一本書就能跟隨一種材料，從其化學一路講到失效後取出植入物的分析。
- 生物學與材料並重。 第二部分先安排了吸附蛋白、細胞、組織結構和機械力的背景小節，然後才進入機體反應與測試，因此以材料為主要背景的讀者不必自行補足生物學知識。
- 包含產品開發部分。 出版社強調新增了醫療器材開發、轉化中的全球性問題、品質保證和給付等內容，因此本書講到了實驗室材料如何成為受監管的產品。
- 第四版的時效性。 出版社列出的新增內容包括奈米技術、增材製造、再生工程、個性化醫療和器官晶片，並稱合併了冗餘材料。出版社還說明本書得到生物材料學會（Society for Biomaterials）的認可，併為大多數章節提供線上習題。
侷限
- 篇幅與結構。 全書約1,600頁，由許多簡短的約稿單元組成，更像一部參考書而非課程教材；各單元的覆蓋面和深度因作者而異，無法在一門課中按順序讀完。
- 難度。 出版社將本科生和研究生、博士後研究人員及從業者列為讀者物件。對於沒有材料科學或生物學基礎的學生，若沒有更淺的入門書，個別單元可能比較吃力。
- 習題線上提供。 出版社的介紹提到大多數章節有線上習題，也就是說印刷本本身不含習題練習。
在課程中的定位
在本課程書單中，這是一部綜合性參考書，而不是第一門課的教材。Chen 和 Thouas 的 Biomaterials: A Basic Introduction 面向既缺乏材料科學又缺乏生物學基礎的學生，Temenoff 和 Mikos 的 Biomaterials: The Intersection of Biology and Materials Science 是一部同時展開材料與生物兩條線索的本科教材；兩者都是更自然的起點。Agrawal 等人的 Introduction to Biomaterials 是一部篇幅較短、由作者統一執筆的課程教材，可以在一個學期內通讀。
Black 的 Biological Performance of Materials 是一部專注於生物相容性的單人專著，在以生物相容性為主要興趣時是更有針對性的選擇。本書則適合用來在整個領域內查閱資料，以及閱讀第三部分的器材開發內容。本站還收錄了同名書的早期版本（2004年），由 Ratner、Hoffman、Schoen 和 Lemons 主編。
如何使用本書
應把它當作課程的配套參考，而不是從頭讀到尾的教材。已經學過入門課程的讀者可以走一條核心路徑：第1.1至1.3節（材料有哪些類別）、第2.1和2.2節（機體如何反應）、第2.3節（生物相容性測試）以及第2.4節（降解）。表面改性與加工可以到第1.4節去找，第2.5節或第2.6節則可根據課程或專案側重的應用來選讀。
當課程或專案涉及把器材推向市場時，應閱讀第三部分：生命週期、滅菌、驗證與確認、監管、標準和失效分析。關於生物體液和軟材料性質的附錄可用來查資料。基礎較弱的讀者應先讀一本篇幅較短的入門書，再回到本書查閱具體主題的深入內容；章節習題請到出版社的線上資料中檢視。