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1、第五章生物礦物引言生物礦物的種類與功能天然生物礦物生物礦化原理基質(zhì)中的礦化細胞效應生物介質(zhì)效應基質(zhì)的特性引言生物礦化材料是由生命系統(tǒng)參與合成的天然生物陶瓷和生物高分子復合材料，如骨骼、牙齒、珍珠、貝殼和鹿角等。主要無機成分：碳酸鈣、磷酸鈣、氧化硅、羥基磷灰石等，廣泛存在于自然界中，但是一旦受控于生命過程，便具有許多特殊的功能：極高的強度和表面光潔度、較好的斷裂韌性和減震性能等。無機鹽細胞調(diào)制的過程這里涉及到非常復雜的界面匹配和分子識別問題，目前即使對最簡單的生物硬組織的詳細礦化過程也未完全了解。膠原纖維等框架作用控制著無機礦物的成核和生長巧妙的組裝過
2、程、精細的微觀結構珍珠晶瑩發(fā)光，潔白透沏，深引人喜愛它似乎象征著一種無瑕疵的品德。是的，珍珠的潔白，晶瑩，是基督徒的象征，但形成珍珠所經(jīng)過不平凡的痛苦經(jīng)歷，更能確切說明基督徒成功的秘決。 湖海里的珠蚌，當開啟蚌殼，因砂石的侵入，使它感到非常痛苦，它的腺液受刺激，分泌出一種碳酸鈣的化合物。一層一層薄紗似的珠母層，包圍著砂粒，全身機能調(diào)動起來對付這顆不如意的砂粒，經(jīng)過三五年或者更長些，這層膠汁層越來越厚，珍珠越來也就越大。這造成痛苦的砂粒卻使它在體內(nèi)形成了可愛的珍珠，痛苦的時間越長，珍珠的價值越大。象牙物質(zhì)組分成分1)有機成分 ??? 由膠質(zhì)蛋白、彈性蛋
3、白組成，成膠狀體。2)、礦物成分 ??????碳磷灰石(Dahllite)： ??????隱晶狀，據(jù)X射線衍射晶體分析，測算晶胞常數(shù)a。=9.28?，c。=6.90?,Z=1。 ??????碳磷灰石常規(guī)化學成分為CaO51.44、MgO0.34，Na2O0.80，CO22.72，H2O+2.86,H2O-0.80，P2O539.92，C10.42，F(xiàn)0.03。 ??????假六方晶系(單斜晶系?)， ??????自然界碳磷灰石呈粒狀、皮殼狀、球粒狀、纖維狀、放射狀產(chǎn)出。象牙中與有機質(zhì)混雜，晶粒邊界在常規(guī)顯微鏡下無法分瓣，剝下極薄碎片卷曲，顯示永不消光
4、的一級灰干涉色，表面呈不平坦狀，顯示不清晰的一軸晶、二軸晶干涉圖象。徐醫(yī)生有兩點根據(jù)：第一，劉翔的跟腱一旦開刀，極有可能損傷到跟腱的組織，對跟腱康復沒有好處。而且，開刀之后，跟腱會變脆，易斷裂。即使斷裂情況不發(fā)生，跟腱的力量和原先相比也會減小，影響競技水平；第二，開刀目的之一是取出黃豆大小的物質(zhì)。據(jù)徐衛(wèi)東推斷，劉翔的傷情比較復雜，是不是取出這個“小東西”便能高枕無憂還是未知數(shù)。據(jù)多家媒體報道，劉翔目前已經(jīng)可以慢跑，“這說明他的受傷處已經(jīng)過了發(fā)作期，病情正在好轉?！毙煨l(wèi)東贊成保守治療的方法，并建議劉翔留出一段時間“靜養(yǎng)”。根據(jù)他所醫(yī)治過的類似病例運動員
5、的臨床經(jīng)驗看，如果選擇保守治療，“康復后劉翔完全有可能恢復到巔峰狀態(tài)?！眱?nèi)容提要生物礦化是一個研究內(nèi)容廣泛的交叉性領域，其科學內(nèi)涵涉及材料科學、生物工程、化學、醫(yī)學等學科。對生物礦化的過程、原理及相關應用研究做了一個較全面地介紹，其中包括對動物和植物體內(nèi)的礦物、病理礦化過程以及基質(zhì)和細胞調(diào)控礦化機理的論述。生物礦化知識與骨、牙、結石、病理礦化控制等醫(yī)學密切相關，對發(fā)展和合成新型的仿生材料以及人工骨、牙種植體的研究和應用起重要作用。讀者對象：材料科學、生物醫(yī)學工程、化學、醫(yī)學、地質(zhì)等相關領域師生和科研人員。目錄第1章生物中的礦物1.1天然生物礦物的種類
6、1.1.1碳酸鈣1.1.2磷酸鈣1.1.3氧化鐵與硫化鐵1.1.4硅石類1.2天然生物礦物1.2.1貝殼的結構與高韌性1.2.2骨1.2.3牙1.2.4象牙1.2.5蛋殼1.2.6棘皮動物1.3天然生物礦物的形貌特征1.3.1對稱性破壞1.3.2生長方向調(diào)節(jié)1.3.3有機支架1.3.4囊泡在硅藻和放射蟲礦化中的作用1.3.5多細胞生物1.3.6討論1.4天然生物礦物的結構特征1.4.1骨的分級結構1.4.2預構建1.4.3高度有序的自組裝1.4.4多級過程第2章生物礦化中的結晶原理2.1晶體生長基礎2.1.1結晶過程中的熱力學2.1.2成核2.1.3
7、成核動力學2.1.4晶體生長動力學2.2生物礦化的調(diào)控途徑2.2.1晶體與臺階的形貌2.2.2生物礦化中的晶面識別2.2.3生物礦化中的晶體生長2.3界面能量控制2.3.1界面能和晶體生長2.3.2接觸角和Young's公式2.3.3界面能和生物結合界面2.4納米溶解2.4.1溶解過程中的臺階行為2.4.2納米顆粒的穩(wěn)定性 參考文獻第3章有機基質(zhì)調(diào)控生物礦化3.1有機基體作為機械構架3.2大分子和有機基質(zhì)——一個普適的模型3.3有機基質(zhì)誘導成核3.3.1界面處的分子識別3.3.2靜電積累——Ionotropic模型3.3.3表面形貌3.3.4結構匹
8、配——幾何模型3.3.5立體化學模型3.4有限反應空間中的化學合成3.4.1合成囊泡3.4.2人造鐵蛋白3.
