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生物系統中的傳輸現象 cover

生物醫學工程

生物醫學工程

生物系統中的傳輸現象

G. A. Truskey, Fan Yuan, and David F. Katz

英文原名: Transport Phenomena in Biological Systems

將傳輸理論與生理學連結起來的定量教材,討論生物系統中的流動、擴散、反應和電動現象。

難度等級
高級
學術層次
研究所
傳輸現象生物流體擴散傳質生物醫學工程生理學

01 / 經典教材推薦

經典教材推薦

引用

Truskey, G. A., Yuan, F., & Katz, D. F. (2003). Transport Phenomena in Biological Systems. Prentice Hall.

為什麼重要

許多生物醫學問題本質上都是傳輸問題:氧氣如何到達組織,分子如何穿過膜,或液體如何在血管中流動。本書為這些問題提供共同的數學語言,同時保留工程模型與生物情境之間的聯繫。

核心概念

守恆定律

質量、動量和能量守恆是描述生物傳輸的起點。同一組原理可以應用於血管、組織、膜和工程裝置。

擴散與反應

濃度梯度驅動分子運輸,反應與消耗則改變可供運輸的物質量。兩者共同解釋營養輸送和藥物分布等問題。

生物幾何中的流動

生物系統的幾何形狀和尺度會影響阻力、混合與剪切。簡化模型可以在保留主導機制的同時處理複雜結構。

耦合現象

電動和界面效應說明生物傳輸往往是耦合的:電場、表面電荷、流體運動和化學梯度會相互影響。

閱讀方法

面對每個生物學例子,先畫出源、匯、邊界和通量,再進行數學推導。特別留意穩態、可忽略慣性和理想化幾何等假設。

結語

《生物系統中的傳輸現象》適合在工程與生命科學之間建立橋梁。它最有價值的地方,是用方程式釐清生物機制,而不是把方程式本身當作終點。