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成人組織與器官再生 cover

生物醫學工程

生物醫學工程

成人組織與器官再生

Ioannis V. Yannas

英文原名: Tissue and Organ Regeneration in Adults

以設計為導向討論傷口癒合、再生材料,以及工程化組織和器官修復背後的生物學原理。

需要的基礎: 需要細胞生物學與基礎材料科學或高分子化學;了解傷口癒合會有幫助。

難度等級
高級
學術層次
研究所
組織工程再生醫學生物材料傷口癒合醫療器械

01 / 導讀

導讀

引用

Yannas, I. V. (2015). Tissue and Organ Regeneration in Adults: Extension of the Paradigm to Several Organs (2nd ed.). Springer.

章節概要

第二版是一部專著,共十章,另有前後附件,作者是材料科學家和生物醫學工程學家 Ioannis Yannas。出版社介紹說,這是一部講授皮膚和周圍神經誘導器官再生基本原理的教科書,並把最初的範式推廣到其他器官。書中建立了一組「跨器官規則」,並藉助獨立研究者的工作說明其用法:他們利用與最初支架相似的膠原基支架,使肺、膀胱和跟腱等器官得以再生。出版社把這一做法描述為填補了器官移植所不能滿足的臨床需求。

第1章:器官損傷的不可逆性

以全書要解決的問題開篇:成體器官損傷的不可逆性,並與誘導再生的目標相對照。

第2章:不再生的組織

考察不能再生的組織,為後面所研究的再生結果做對比。

第3–4章:實驗方法 I 與 II

第3章「實驗方法 I:解剖學上界定清楚的創傷」和第4章「實驗方法 II:缺損閉合規則」介紹如何界定和觀察損傷。後者提出了一條關於缺損如何閉合的規則,後面各章會用到。

第5–6章:皮膚的再生;周圍神經的再生

全書的兩個模型系統。第5章「皮膚的再生」和第6章「周圍神經的再生」是全書最長的兩章,在這兩個最早建立範式的器官中展開論述。

第7章:合成皮膚和周圍神經所需的最少反應物;向其他器官組織的推廣

追問合成皮膚和周圍神經所需的最少反應物是什麼,並把答案推向其他器官的組織,即出版社所說的本版新增的推廣內容。

第8章:傷口收縮與再生之間的拮抗關係

討論傷口收縮與再生這兩個相互競爭的過程之間的關係。

第9章:活性支架阻斷收縮的分子生物學

進入分子層面,討論活性支架如何阻斷收縮。

第10章:支架再生範式及其後果

彙總論證並闡述其後果。Crossref 記錄在第10章之後還列有一則簡短的勘誤。

核心概念

第1–4章

  • 器官損傷的不可逆性:誘導再生要克服的問題。
  • 解剖學上界定清楚的創傷:研究修復所用的實驗設定。
  • 缺損閉合規則:支配缺損如何閉合的規則。

第5–7章

  • 誘導再生:利用支架在皮膚和周圍神經中誘導器官再生。
  • 膠原基支架:書中所討論的工作使用的支架型別。
  • 跨器官規則:據出版社介紹,本版首次描述的、把這種治療推廣到其他器官的指導原則。

第8–10章

  • 傷口收縮與再生:彼此拮抗的兩個過程。
  • 收縮阻斷:活性支架阻止收縮的分子機制。
  • 支架再生範式:統攝全書的框架及其後果。

評析

優點

  • 一條貫穿始終的論證。 各章從不可逆損傷的問題出發,經方法和兩個模型器官,走向統一的範式,因此全書像是一份完整的論證而不是綜述。
  • 從皮膚和神經推廣到其他器官的明確延伸。 第二版補充了其他研究者在肺、膀胱和跟腱等器官上的證據,在範式的起源之外對其加以檢驗。
  • 標題即主張。 諸如「傷口收縮與再生之間的拮抗關係」和「活性支架阻斷收縮的分子生物學」這樣的章節標題直接陳述主張,讀者僅憑目錄即可跟上邏輯。
  • 篇幅緊湊。 十章約270頁,作為研究生研討課的材料篇幅適中。

侷限

  • 範圍狹窄。 本書講的是再生的一種途徑,即支架誘導再生,並不綜述幹細胞等其他策略,因此不是一部通論性的組織工程教材。
  • 專業化程度高。 分子和材料方面的章節適合有生物材料或細胞生物學背景的研究生讀者。
  • 單一作者的視角。 由於範式由一位作者提出,讀者最好搭配一部更寬廣的教材,以瞭解其他途徑的位置。

在課程中的定位

在組織工程書目中,本書是聚焦而高深的專著。Birla 的 Introduction to Tissue Engineering 把組織工程呈現為工程設計問題,涵蓋細胞、生物材料和應用。Principles of Tissue Engineering 與 van Blitterswijk 的 Tissue Engineering 都是內容廣泛的教材,後者專為初入此領域的讀者編排。Slack 的 Stem Cells: A Very Short Introduction 是關於幹細胞和再生醫學的簡短敘述。

可先讀其中一本廣泛的教材,把支架、細胞和再生放進整體背景,再讀 Yannas,細緻瞭解支架如何在體內誘導再生,以及傷口為何反而收縮。

如何使用本書

本書適合生物醫學工程、材料科學和再生醫學的研究生與研究人員,預設讀者具備基礎的細胞生物學和生物材料知識。

實用的閱讀計劃:

  • 核心: 第1、2章講問題,第5、6章講兩個模型器官。
  • 方法: 若對實驗界定不熟悉,在器官章節之前先讀第3、4章。
  • 機制與綜合: 第7至10章,涉及最少反應物、收縮與再生的關係、分子基礎和整體範式。
  • 練習: 每章配合其引用的原始論文閱讀,因為論證建立在具體實驗之上。