生物材（cái）料是用來（lái）對生（shēng）物體進行診斷、治療、修複或者替換病損組（zǔ）織和器（qì）官（guān），增進（jìn）功能（néng）的一類材料。而可降（jiàng）解（jiě）生物材（cái）料是指材料（liào）被植（zhí）入（rù）人體內，能夠不斷地發（fā）生降解，降（jiàng）解的（de）產物能被生物體所吸收的或者會排出體（tǐ）外的一類材料。可降解生物材料植入人體後，首先代替被替換的組織執行功能，然後隨著材料被（bèi）降解吸收，新生組織得到同步替換，達到永久性治療的目的。可降解生物金屬材料無論是（shì）作為植入體還是醫療器械，都是在複雜的生物環境下工作。

       可降解金屬材料因其獨特的降解（jiě）特性和生物活性，極具臨（lín）床應用（yòng）前景。目前，可（kě）降解金屬植入物材料主要有鎂合金、鐵合金（jīn）和鋅合金。大量研（yán）究表明，可降解鎂合金降解（jiě）速度過快，可降解鐵合金降解速度過慢，金屬鋅的降解速率非常符合臨床要求，但其較低（dī）的力學性能限製了鋅及（jí）其合（hé）金的應（yīng）用。

       德國Bruker的高性能微區X射線熒光（guāng）光譜儀M4 TORNADO可以幫助科學家篩選和開發新型的可降（jiàng）解生物材料，探索其在體內的（de）降解速率及擴（kuò）散機理。M4 TORNADO可以對（duì）大尺寸樣品（20cm x 16cm）實現高分辨率元素（sù）分布成像，無需噴金噴碳（tàn）等（děng）樣品製備，可進行原位無損檢測，檢（jiǎn）出限在（zài）ppm-100%，可視化（huà）展現生物材料（liào）元素（sù）分布（bù）情況（kuàng）和生物體內元素降解擴散過程。

       北京航空航天大學醫學科學與工（gōng）程學院楊宏（hóng）韜老師課題組（zǔ）在Wiley旗下AdvancedHealthcare Materials中發表了A dose-dependent spatiotemporal response of angiogenesis elicited by Zn biodegradation during the initial stage of bone regeneration，已（yǐ）知鋅在骨代謝中（zhōng）不可或缺的作用，生物可降解的鋅基材料具有促進骨創傷後骨再生的生（shēng）物（wù）活性。

      然而，鋅的生物降解對骨修複進程中（zhōng）的血管生成影響尚（shàng）不清楚，血管生成在（zài）隨（suí）後的骨再生中起著至關重要的作用。此（cǐ）文章研究發現，鋅在體內和體外的生物（wù）降解誘導（dǎo）血管生成具有一致的劑量依賴性時空（kōng）響應（yīng）。在關鍵骨缺損模型中，由於生物降解導致的鋅釋放強度在術後3至10天內增加。同時，在第10天，Zn植入（rù）物周圍cd31陽性區域的麵積比明顯高於Ti植入物，表（biǎo）明血（xuè）管生成增強（qiáng）。此外（wài），血（xuè）管生成表現出距離依賴特征，這與來自（zì）鋅植入物的鋅信號（hào）的強度分布密切相關。

      為了探索血管生成增（zēng）強（qiáng）與植入材料之間的潛在關係，研究組利用背散射電子成像(BEIs)、元素映射和微區x射線熒光(μ-XRF)研究了植入物的生物降解行為。結果發（fā）現：

       在第3天，如果（guǒ）隻從BEIs提供的信息看，看不到Zn植入物有（yǒu）明（míng）顯的降解行為。德國Bruker公司的Micro-XRF元素分（fèn）布圖像顯示（shì），在距植入物（wù）100 ~ 500 Microm處顯示出明顯Zn元素信號（hào）環，表明含（hán）Zn降解產物的空間分布。這是因（yīn）為：

       1.對於微量元素的檢（jiǎn）測，Micro-XRF比（bǐ）EDS具（jù）有更高（gāo）的檢（jiǎn）測（cè）靈敏（mǐn）度，可以檢測到濃（nóng）度為ppm的Zn空間（jiān）信號

       2.Micro-XRF的掃描麵積比EDS大，可以（yǐ）從（cóng）更大尺度觀測（cè）Zn降解產物的空間分（fèn）布

       與第3天相比，在第10天，BEIs圖像發現明顯的生物降解，其中Zn、C、O和P聚集在植入物周圍，此外，Micro-XRF圖像也顯示了在材料周圍更明顯的Zn信（xìn）號,與BEIs的結果一（yī）致。

       與（yǔ）Zn植入物相比，Ti植入物從第3天（tiān）到第10天保持惰性，EDS和Micro-XRF均檢測不到含Ti降解產物的信號（hào）。

布魯克微區X射線熒光光譜儀的特點

       德國Bruker微區X射線熒光元素分布成像技術是對（duì）不均勻、不規（guī）則、大樣品甚至小件樣品和包裹物進行高靈敏度、非破壞性元素的成像分析，涉及領域包含生物金屬（shǔ）材料、非金屬材料、生（shēng）物組織切片、醫療器械等（děng）。

       Micro-XRF相對於EDS繪圖具有（yǒu）以下優勢：

       1）樣品無需進（jìn）行噴金（jīn）噴碳製備，無損（sǔn）、非接觸式檢（jiǎn）測；

       2）工作距離≥ 10mm，分析速度快，相同分辨率情況下，成像速（sù）度是（shì）EDS的5倍

       3）可以對（duì）樣品進行單點，多點，線掃描，麵分布成像，一次性成像麵（miàn）積≥190mm x 160mm, 無需拚接， 元素分布像素≥40M pixels ；

       4）Micro-XRF元素檢出範圍：ppm-100%，EDS檢出範圍≥0.1%，對於微量元素的檢測具（jù）有優勢；

       5）X射（shè）線的穿透深度為微（wēi）米到（dào）毫米級別，相比電子束可以（yǐ）更好地檢測亞表麵成分。采用多毛細管技術，Micro-XRF係統中小（xiǎo）束斑尺寸≤20μm。