کتاب 4D ‏Smart ‏Biomaterials ‏for ‏Regenerative ‏Medicine From ‏Shape-Changing ‏Scaffolds ‏to ‏Drug ‏Delivery ‏Systems

بخش اول: مبانی نظری و طراحی بیومتریال‌های هوشمند چهاربعدی

Title: 4D Smart Biomaterials for Regenerative Medicine: From Shape-Changing Scaffolds to Drug Delivery Systems
Author: Dr. Reyhaneh Nasr Azadani
ISBN: 978-6138265238
Pages: 135
Year: 1404
Publisher: SCHOLARS’ PRESS

کتاب 4D Smart Biomaterials for Regenerative Medicine اثری تخصصی در مرز مهندسی بافت، بیومتریال‌های پیشرفته و پزشکی بازساختی است که مفهوم «چهاربعدی» را به‌عنوان نسل جدیدی از مواد زیستی معرفی می‌کند. در این چارچوب، بُعد چهارم زمان است؛ یعنی موادی که پس از کاشت یا تحریک، در طول زمان تغییر شکل یا عملکرد می‌دهند و با محیط زیستی سازگار می‌شوند. 🧬

Chapter 1: Introduction to Smart Biomaterials and Regenerative Medicine

این فصل به تکامل تاریخی بیومتریال‌ها در پزشکی و نقش آن‌ها در بازسازی بافت‌ها و اندام‌ها می‌پردازد.

• گذار از مواد غیرفعال به مواد زیست‌فعال
• ظهور بیومتریال‌های پاسخ‌گو به محرک
• تعریف مفهوم 4D در مهندسی زیستی

نویسنده نشان می‌دهد که اتصال فناوری 4D با پزشکی بازساختی می‌تواند درمان‌های شخصی‌سازی‌شده و تطبیقی را ممکن سازد.

Chapter 2: Fundamentals of 4D Biomaterial Design

در این بخش، الزامات مکانیکی و بیوشیمیایی بیومتریال‌های 4D بررسی می‌شود.

محرک‌های خارجی مانند نور، گرما، pH و میدان‌های مغناطیسی و نقش آن‌ها در فعال‌سازی تغییر شکل مواد تحلیل شده‌اند.

همچنین مدل‌سازی محاسباتی و استراتژی‌های طراحی برای پیش‌بینی رفتار دینامیک مواد ارائه شده است.

Chapter 3: Fabrication and Processing Technologies

این فصل به فناوری‌های ساخت بیومتریال‌های 3D و 4D اختصاص دارد.

• چاپ سه‌بعدی و چهاربعدی
• کاربرد نانوفناوری
• روش‌های زیست‌سازگار و فعال زیستی
• اصلاح سطح و مهندسی شیمیایی

مقایسه رویکردهای سنتی و نوین نشان می‌دهد که فناوری 4D امکان کنترل دقیق‌تر ساختار و عملکرد را فراهم می‌کند.

Chapter 4: Shape-Changing Scaffolds

یکی از بخش‌های کلیدی کتاب، بررسی داربست‌های تغییرشکل‌دهنده است.

این داربست‌ها پس از قرارگیری در بدن می‌توانند به‌طور خودکار با ساختار بافت هدف تطبیق یابند.

کاربردها شامل:

• بازسازی استخوان
• ترمیم بافت نرم و عروقی
• داربست‌های زیست‌تخریب‌پذیر با قابلیت تطابق دینامیک

مطالعات پیش‌بالینی موفقیت‌آمیز نیز در این فصل ارائه شده‌اند.

بخش دوم: پاسخ به محرک‌ها، مهندسی بافت و سامانه‌های هوشمند دارورسانی

Chapter 5: Stimuli and Responses in 4D Biomaterials

این فصل به انواع محرک‌ها و پاسخ‌های مواد هوشمند می‌پردازد:

• محرک‌های فیزیکی (دما، نور، میدان مغناطیسی)
• محرک‌های شیمیایی (pH، آنزیم‌ها، یون‌ها)
• محرک‌های زیستی (سیگنال‌های سلولی)

همچنین چالش‌های کنترل دقیق محرک‌ها و اطمینان از پایداری پاسخ مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

Chapter 6: 4D Biomaterials in Tissue Engineering

در این بخش، کاربرد بیومتریال‌های 4D در مهندسی بافت تحلیل می‌شود:

• بازسازی استخوان و غضروف
• ترمیم بافت‌های قلبی–عروقی
• بازسازی عصبی و پوستی
• داربست‌های هیبریدی حاوی سلول و مولکول

همچنین بیوفابریکیشن و فناوری چاپ سلول برای تولید ساختارهای زنده بررسی شده‌اند.

Chapter 7: Drug Delivery Systems Based on 4D Biomaterials

فصل پایانی به سامانه‌های دارورسانی هوشمند مبتنی بر 4D اختصاص دارد.

• اصول رهایش کنترل‌شده
• سامانه‌های چنددارویی
• نانوسیستم‌های 4D هدفمند
• کاربردهای پیش‌بالینی و بالینی

بیومتریال‌های 4D می‌توانند دارو را در پاسخ به تغییرات محیطی آزاد کنند و اثربخشی درمان را افزایش دهند.

چرا این کتاب اهمیت دارد؟

• معرفی نسل جدید بیومتریال‌های چهاربعدی
• ترکیب مهندسی مواد، نانوفناوری و پزشکی بازساختی
• تمرکز بر داربست‌های تغییرشکل‌دهنده
• تحلیل سامانه‌های هوشمند دارورسانی
• مناسب برای پژوهشگران مهندسی بافت، زیست‌مواد و پزشکی بازساختی

جمع‌بندی

کتاب 4D Smart Biomaterials for Regenerative Medicine: From Shape-Changing Scaffolds to Drug Delivery Systems اثری پیشرو در حوزه بیومتریال‌های هوشمند است که آینده پزشکی بازساختی را ترسیم می‌کند.

این اثر 135 صفحه‌ای نشان می‌دهد که مواد زیستی آینده نه‌تنها ساختاری حمایتی، بلکه سامانه‌هایی پویا، تطبیقی و هوشمند خواهند بود که در طول زمان با بدن تعامل می‌کنند و درمان را به سطحی دقیق‌تر و کارآمدتر ارتقا می‌دهند. 🧪📘

بخش اول: معرفی کتاب 4D Smart Biomaterials for Regenerative Medicine

❓ کتاب «4D Smart Biomaterials for Regenerative Medicine: From Shape-Changing Scaffolds to Drug Delivery Systems» درباره چیست؟

این کتاب اثری تخصصی در حوزه مهندسی بافت، زیست‌مواد هوشمند و پزشکی بازساختی است که به بررسی نسل جدید بیومتریال‌های چهاربعدی (4D Biomaterials) می‌پردازد. مفهوم «بعد چهارم» در اینجا به زمان اشاره دارد؛ یعنی موادی که پس از کاشت در بدن، در پاسخ به محرک‌های محیطی تغییر شکل یا عملکرد می‌دهند. 🧬🔬

این اثر نشان می‌دهد چگونه داربست‌های تغییرشکل‌دهنده (Shape-Changing Scaffolds) و سامانه‌های هوشمند دارورسانی می‌توانند آینده درمان‌های بازساختی را متحول کنند.

❓ نویسنده این کتاب چه کسی است؟

نویسنده کتاب، دکتر ریحانه نصر آزادانی است که در حوزه زیست‌مواد پیشرفته و فناوری‌های نوین مهندسی بافت فعالیت دارد. این کتاب حاصل رویکردی میان‌رشته‌ای میان علوم مواد، زیست‌پزشکی و مدل‌سازی محاسباتی است.

❓ مشخصات انتشار کتاب چیست؟

• شابک: 978-6138265238
• تعداد صفحات: 135 صفحه
• سال انتشار: 1404
• ناشر: SCHOLARS’ PRESS

این کتاب برای پژوهشگران مهندسی بافت، بیومتریال‌ها، دارورسانی و فناوری‌های چاپ زیستی مناسب است.

❓ فصل اول چه مباحثی را مطرح می‌کند؟

Chapter 1: Introduction to Smart Biomaterials and Regenerative Medicine

در این فصل، سیر تحول بیومتریال‌ها از مواد غیرفعال به مواد هوشمند بررسی می‌شود. محورهای اصلی عبارت‌اند از:

• تکامل زیست‌مواد در پزشکی
• نقش آن‌ها در بازسازی بافت و اندام
• معرفی مفهوم 4D در بیومتریال‌ها
• چالش‌ها و چشم‌اندازهای نوظهور

این فصل چارچوب نظری ارتباط 4D Biomaterials و پزشکی بازساختی را تبیین می‌کند.

❓ طراحی بیومتریال‌های 4D چگونه انجام می‌شود؟

Chapter 2: Fundamentals of 4D Biomaterial Design

در این بخش به ویژگی‌های ضروری مواد پرداخته شده است:

• خواص مکانیکی و زیست‌فعال
• پاسخ به محرک‌های خارجی مانند نور، گرما و pH
• دینامیک تغییر شکل
• مدل‌سازی محاسباتی
• معیارهای ارزیابی عملکرد

این فصل نشان می‌دهد طراحی چنین موادی نیازمند همگرایی مهندسی و زیست‌شناسی است.

❓ فناوری‌های ساخت چه جایگاهی دارند؟

Chapter 3: Fabrication and Processing Technologies

در این فصل فناوری‌های زیر بررسی شده‌اند:

• چاپ سه‌بعدی و چهاربعدی
• نانوفناوری
• اصلاح سطح و مهندسی شیمیایی
• مقایسه روش‌های سنتی و نوظهور

این فناوری‌ها امکان تولید داربست‌های دقیق و سفارشی را فراهم می‌کنند.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

بخش دوم: داربست‌های تغییرشکل‌دهنده و سامانه‌های دارورسانی هوشمند

❓ داربست‌های تغییرشکل‌دهنده چه کاربردی دارند؟

Chapter 4: Shape-Changing Scaffolds

این فصل به اصول طراحی داربست‌های هوشمند می‌پردازد که پس از کاشت، متناسب با محیط زیستی تغییر شکل می‌دهند. کاربردها شامل:

• بازسازی استخوان
• ترمیم بافت نرم و عروقی
• داربست‌های زیست‌تخریب‌پذیر

نمونه‌های پیش‌بالینی موفق نیز معرفی شده‌اند.

❓ محرک‌ها چگونه عملکرد مواد را کنترل می‌کنند؟

Chapter 5: Stimuli and Responses in 4D Biomaterials

در این بخش، انواع محرک‌ها بررسی می‌شوند:

• محرک‌های فیزیکی (دما، نور، میدان مغناطیسی)
• محرک‌های شیمیایی (pH، یون‌ها)
• محرک‌های زیستی (سیگنال‌های سلولی)
• پاسخ چندمحرکی

چالش اصلی، کنترل دقیق و پایدار پاسخ‌هاست.

❓ نقش 4D Biomaterials در مهندسی بافت چیست؟

Chapter 6: 4D Biomaterials in Tissue Engineering

کاربردها شامل:

• بازسازی استخوان و غضروف
• ترمیم قلب و عروق
• بازسازی عصبی و پوستی
• ادغام سلول‌ها و مولکول‌ها در داربست‌های هیبرید

همچنین بیوفابریکیشن و چاپ سلولی نیز بررسی شده است.

❓ این مواد چگونه در دارورسانی استفاده می‌شوند؟

Chapter 7: Drug Delivery Systems Based on 4D Biomaterials

در این فصل، اصول دارورسانی هوشمند مطرح می‌شود:

• رهایش کنترل‌شده وابسته به محرک
• سامانه‌های چنددارویی
• نانوسیستم‌های 4D برای درمان هدفمند
• کاربردهای پیش‌بالینی و بالینی

این رویکرد امکان تحویل دارو در زمان و مکان دقیق را فراهم می‌کند.

جمع‌بندی

کتاب 4D Smart Biomaterials for Regenerative Medicine چشم‌اندازی پیشرفته از آینده زیست‌مواد هوشمند ارائه می‌دهد؛ موادی که نه‌تنها ساختار دارند، بلکه در طول زمان و در پاسخ به محیط تغییر می‌کنند. این اثر، پلی میان مهندسی مواد، پزشکی بازساختی و دارورسانی دقیق است.

برای پژوهشگران حوزه مهندسی بافت، چاپ زیستی و نانوپزشکی، این کتاب منبعی تخصصی و آینده‌نگر در زمینه بیومتریال‌های هوشمند چهاربعدی محسوب می‌شود. 🧬📘