盤點(diǎn)布魯克原子力顯微鏡,、納米壓痕技術(shù),、白光干涉技術(shù)、摩擦磨損機(jī)械性能測試機(jī),、納米紅外顯微技術(shù),，針對生物材料與醫(yī)療器械領(lǐng)域的部分表征方案。

原子力顯微鏡用于生物醫(yī)用材料的研究

布魯克原子力顯微鏡在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域用途廣泛,，可以表征包括生物材料,、醫(yī)療器械、生物分子,、細(xì)胞,、組織等在內(nèi)的多種類型樣品。除了常規(guī)的表征材料微觀形貌以外,，還能表征材料力學(xué)性能,、細(xì)胞-材料-生物分子相互作用等。結(jié)合高速成像技術(shù),，還能獲得這些參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化,。

生物組織存在跨尺度的多種分級結(jié)構(gòu),，生物材料的設(shè)計(jì)也引入各種微觀結(jié)構(gòu)。這些微觀結(jié)構(gòu)與其生物效應(yīng)密切相關(guān),。

納米壓痕原位測量微區(qū)力學(xué)性能

布魯克納米壓痕的XPM（快速多點(diǎn)物性成像）功能通過高通量壓痕測試,，在微區(qū)實(shí)現(xiàn)高速點(diǎn)陣式精準(zhǔn)定位測量，實(shí)現(xiàn)硬度,、模量等力學(xué)性能成像,。

如圖所示，深區(qū)（Deep?Zone）最靠近骨骼,，進(jìn)一步 向外移動(dòng),，分別為中間區(qū)(Middle?Zone)，淺表切向區(qū) （STZ）和關(guān)節(jié)表面(Articular?surface),。這四個(gè)區(qū)域 的機(jī)械性能各不相同,，這意味著需要高空間分辨率 來表征局部組織的特性。

這符合常理,，因?yàn)榕c模量成反比的流體含量在STZ附近增加,。其模量接近在關(guān)節(jié)表面上測量的大小，但以較關(guān)節(jié)表面略高的值穩(wěn)定分布,。這種各向異性可能來自平行于關(guān)節(jié)表面的膠原 原纖維的優(yōu)先排列,。在深區(qū)觀察到的離散增大，可能與壓痕處材料結(jié)構(gòu)差異增大相關(guān),。

白光干涉儀定量評價(jià)表面質(zhì)量

布魯克的納米紅外系統(tǒng)（Anasys?nanoIR）采用

光熱誘導(dǎo)共振技術(shù)實(shí)現(xiàn)納米微區(qū)的紅外信號采集,。利用原子力探針作為樣品紅外吸收的傳感器，獲得超高靈敏度的紅外光譜和紅外成像,，化學(xué)成像空間分辨能力可以達(dá)到10nm,。用于生物醫(yī)學(xué)樣本的微觀化學(xué)結(jié)構(gòu)表征，為理解生物組織納米尺度結(jié)構(gòu)與生物功能及物理特性之間的相互關(guān)聯(lián),、藥物-細(xì)胞/組織的相互作用,、疾病的早期診斷和治療提供新啟示和新思路。

對于生物組織,，如：骨骼、牙齒,、頭發(fā),、皮膚等，納米紅外也可以提供直接的納米區(qū)域化學(xué)結(jié)構(gòu)研究,。

摩擦磨損試驗(yàn)定量評價(jià)生物材料摩擦磨損性能

上圖是鈦合金基底及三種不同表面改性涂層（氨丙基三乙氧基硅烷，氧化石墨烯復(fù)合氨丙基三乙氧基硅烷,，和還原氧化石墨烯復(fù)合氨丙基三乙氧基硅烷）的摩擦磨損特性,。