扫描电镜下的微观世界—生物支架

在我国随着人民生活的提高和进入老龄化社会，动脉粥样硬化所致心脑血管疾病如脑卒中和冠心病发生率越来越高。即使生命得以挽救，由于致残率极高，社会要投入大量的人力和物力维系这一部分患者的生命，给家庭和社会卫生资源造成了沉重的负担。药物治疗种类虽然较多，但对动脉粥样斑块的消退和稳定的作用有限，表现在治疗上为需要长期服药，病情反复，治疗效果不理想，对病人的经济和精神压力很大[1]。
血管由于处于人体内部的不可见性，给血管疾病的治疗带来了一定的困难。直到八十年代经皮血管成形术（Percutaneous Transluminal  Coronary  Angioplasty，PTCA）应用于医学临床，人们相信已初步找到治疗这类疾病的方向，使 PTCA 一度成为介入心脏病学的主导。但由于 PTCA 治疗效果不很理想，在手术同时又会对血管造成新的创伤，术后血管急性闭塞和再狭窄的发生率相当高，这在很大程度上限制了 PTCA 的发展，心血管病专家们不得不研究新的治疗手段。从 1988 年开始，人们逐渐用 PTCA 支架技术来完善单纯的 PTCA 术，即在做 PTCA 手术的过程中，同时植入金属支架以克服单纯的 PTCA 所存在的问题。


生物医用金属材料作为异物植入人体首先要考察其基本物理性能。由于支架本身是一种金属异物，可以导致血栓的形成和引起机体的免疫反应，因而亚急性血栓形成和再狭窄仍是术后两大主要并发症。而对材料与生物体相互作用机制的大量研究表明：生物材料表面的成分、结构、表面形貌、表面的能量状态、亲（疏）水性、表面电荷、表面的导电特征等表面化学、物理及力学特性均会影响材料与生物体之间的相互作用。因此通过物理、化学、生物等各种技术手段对血管内支架进行表面改性，可大幅度改善血管内支架与人体的生物相容性和血液相容性，使之更适应临床的需要[2]。


生物支架宏观图片

常用的金属支架主要有 316L 不锈钢支架、Ni Ti合金支架、钽支架等。316L 不锈钢是最常用的医用金属材料。Ni Ti 形状记忆合金与 316L不锈钢的性能相比其具有强度高、比重低、耐疲劳性强、耐腐蚀、耐磨、生物相容性好等优点，而且由于它具有良好的X光下可视性、超弹性以及形状记忆等功能而被广泛应用于人体植入物[3]。但Ni Ti合金支架用于人体仍存在以下三个方面的问题：
①Ni Ti合金中含有近50%的镍，镍离子有致癌作用，如果长时期存在于人体内，镍离子的溶出将会影响人体的安全性。

②Ni Ti合金裸支架与血液接触时仍有一定的致血栓性，其抗凝血性还需要进一步的提高。

③合金表面缺乏生物活性和内皮细胞覆盖亲和性，药物涂层和细胞在金属基体上的黏附紧密度不够好。
因此，对Ni Ti合金支架进行表面改性处理，不仅可减少镍离子在人体内的溶出，而且还能增强其与组织器官的结合能力。
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大家知道对生物支架的表面进行处理后的形貌是什么样子吗？下面由COXEM超高分辨率台式扫描电镜带领大家认识一下吧！图1为COXEM台式扫描电镜下生物支架的表面形貌，图2为COXEM台式扫描电镜下生物支架的截面形貌。从SEM图片中我们可以看到COXEM电镜下的生物支架表面比较完整、光滑，从截面形貌中我们可以看出该生物支架主要有两层膜，总厚度约为5μm左右。


图1：COXEM台式扫描电镜下生物支架的表面形貌

 

图2：COXEM台式扫描电镜下生物支架的截面形貌

综上所述， COXEM台式扫描电镜可以帮助专家对各类医疗器械的微观形貌进行观察与分析，由此可见，COXEM台式扫描电镜在医疗器械行业作用显著！ 如果大家对其他的一些医疗器械的形貌及成分比较感兴趣，想要进一步了解与分析，不妨把它放到COXEM台式扫描电镜下一探究竟吧。