生物力学和力学生物中的多尺度模化

本书对多重尺度和时间长度的生物现象的理论和计算模型进行了综述，提供了若干具有代表性的系统和组织的多尺度模型的案例。

本书的主要对象是对生物力学（Biomechanics）和力学生物（Mechanobiology）的多尺度现象有一定了解和感性认识的读者。本书主要介绍建立具有预见性的多尺度模型必要的数学结构和计算技术。

生物力学（Biomechanics）和力学生物（Mechanobiology），两者既有微妙的差别，又有紧密的联系。生物力学是利用力学工具来研究生物系统；而力学生物则研究力在调节生物系统中的作用。

本书编者邀请相关领域的专家，在分子、细胞、组织等尺度上介绍生命现象具有代表性的案例中所建立的计算模型，希望读者能在这个基础上，进一步推广多尺度模化，研究其他生命系统。

本书内容分三部分11章，第1部分 分子水平的多尺度模化，含第1-4章：1.蛋白质，Ssp DnaE Intein；2.蛋白质晶体，基于晶体塑性理论的从分子到连续介质水平的模型；3.分子发动机，多重分子发动机的合作现象；4.生物纤维动力学： 从线到杆的水平上的描述。

第2部分 细胞和组织水平的多尺度模化，含第5-7章：5.初级纤毛的多尺度模化；6.生物支架的降阶网络模型；7.传递现象，毛细管和组织内对流和扩散的计算模型。

第3部分 器官水平的多尺度模化，含第8-11章：8.肌腱和韧带，近况和未来的发展方向；9.动脉，力学、力学生物，以及发展新模型的需要；10.二尖瓣，计算结构；11.生物系统，基于混合物理论的多尺度模化。

三位编者的简介：Suvranu De教授是美国纽约伦斯勒理工学院（Rensselaer Polytechnic Institute）机械、空间和核工程系的主任，从事计算力学和医学的交叉研究。他是Journal of Computational Surgery、International Journal of Modern Mechanics、International Journal of Computational Methods，以及Computers & Structures等刊物的编委。他在2010年和别人合编了生物力学的模化（Computational Modeling in Biomechanics （Springer））一书。

Wonmuk Hwang 博士是计算生物物理专家。他在波士顿大学取得理论凝聚态物理的博士学位以后，到麻省理工学院做博士后，转向生物分子的模拟研究，他的兴趣在于力学、生物纤维的自组织和分子发动机，并且在有关的运作机理方面取得了多方面的发现。他最近担任德州农工大学（Texas A&M University）生物医学工程系的副教授。

Ellen Kuhl是斯坦福大学机械工程、生物工程和心胸外科系的副教授。她的研究领域是计算生物力学，研究主题是建立理论和计算模型来预报病程进展中生物组织对环境变化的短期和长期反应。她专注于生物组织的生长和重构的多尺度模化研究。

本书是生物理论和计算模化的研究生和研究人员有价值的手册，也适用于对生物医药工程和对数学与力学应用于生物学感兴趣的读者。

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