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绪论 科学融合于生物学，重塑健康 1

生物学与医学中的纳米技术 3

定量生物学的诞生：生命的全新物理学 5

生物学和医学的转变 10

创新材料的未来 14

第1章 最终，我们拥抱生物学的复杂性 19

分层的宇宙，分层的生命 23

近距离对焦生物的复杂性：还原生物 25

拉远镜头：解释由复杂性形成的生物学行为 30

利用纳米技术工具研究生物 41

观察进行纳米尺度行走的蛋白质 45

调查多尺度的细胞行为 48

细胞如何对机械作用力与环境做出反应？ 51

将机械信号翻译成生物语言 52

用机械信号与电学信号连接不同尺度 58

生物电对器官活动的程序控制 60

分层的生物、分层的大脑以及分层的思维 61

接纳生物的复杂性 65

第2章 边制作，边学习：DNA和蛋白质纳米技术 69

DNA纳米技术的诞生 73

利用DNA创造纳米结构 77

DNA折纸术 80

DNA纳米机器人 81

DNA纳米技术的挑战 83

蛋白质纳米技术 86

通过生物演化优化自身的纳米结构 96

利用纳米技术制造仿生材料和仿生设备 97

未来设备：量子物理、生物学与纳米技术的相遇 99

第3章 医学中的纳米 103

药物发现简史与纳米医学的到来 105

抗生素耐药性与纳米技术 112

利用定制化蛋白质进行药物合理化设计 118

用于可编程化学合成的DNA纳米机器人 121

用于靶向输送药物的纳米技术 122

增强癌症免疫疗法的纳米技术 128

用于基因编辑与基因递送的纳米颗粒 133

药物与分子从聚合材料中可控释放 135

将应用生物响应材料的皮肤贴剂中的药物可控释放 137

用于改进免疫疗法的植入体 138

迈向超增强的免疫系统 140

第4章 组织与器官再生 143

从细胞的发现到干细胞的发现 147

早期的组织工程 151

操控干细胞的命运 154

用于组织工程的纳米结构材料 156

器官工程 157

三维生物打印 162

芯片上的器官 164

将生物学、物理学与数学用于工程和再生组织 166

第一个生物杂化的跨领域材料机器人 168

第5章 总之，生命改变一切 171

结语 生物变成物理：我们成为技术物种的时代正在来临？ 183

科学家为新的技术文化而努力 184

科技与平等 189

创造积极技术未来的愿景 193

在过去的光辉中前行 196

译后记 人类的又一次三岔路口 199

注释 203

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