1. 生物植入体的清洁度检测
人工种植牙是利用生物材料制成的仿生牙，是一种典型的生物植入体。这种植入体一般要求具有生物相容性、无毒、无刺激性等。除此之外，用于人体口腔植入物的材料一般采用无菌包装，要求表面清洁无异物，因为任何微小的异物都可能伤害到病人的身体。但是在实际的口腔种植体表面可能存在不同的有机或无机的杂质，这些杂质可能来源于生产、处理或者包装过程。目前关于这些植入体表面杂质的临床风险仍然有相关报道。但是，这些污染在技术层面是可以避免的。
如案例中所示为使用 Phonem SEM 进行口腔植入物的清洁度检测，在无尘室里制样后，利用飞纳台式扫描电镜的 Automated Image Mapping 功能可以自动采集成百上千张高分辨 SEM 图片，并自动拼接出产品的全景形貌。[1] 据此结合 EDS 的成分分析功能，可以全面地评估植入体产品表面的清洁度。
下述案例所示为市面上购买的另一款口腔植入体，利用 BSE 信号的成分衬度，通过 BSE-Image Mapping 获取的全景图片可以观察在植入体的顶端和肩部均存在一些杂质，并且通过高分辨的放大图片和 EDS 成分分析，可以进一步的确认这些杂质为尺寸 10~50 μm 的 C、O 有机颗粒。[1]
市面购买的牙齿植入物表面清洁度检测
2. 医疗器械相容性研究体外血流模拟血液相容性测试是冠状动脉支架性能表征的一环，血流模型能够产生类似于真实生理状况的动脉血液流动和壁剪应力，以评估血液与接触医疗器械的相容性。利用 SEM 通过可视化分析，可以直观地表征支架的相容性和生理特性。如下述案例所示，A、B、C、D 分别为不同材料制得的心脏支架进行体外血流模拟实验后的 SEM 图片，可以直观发现，实验后 A、B 材料表面仍然光滑清洁，而 B、C 材料表面有明显的血栓形成。
不同材质心脏支架体外血液模拟实验后 SEM 图
3. 3D 打印骨骼的结构观察3D 打印定制骨科植入物的优势近年来逐渐得到了大家的认可，但是 3D 打印仍面临技术工艺完善和产品安全性的挑战。金属粉末的质量对 3D 打印产品的最终质量有着至关重要的作用，其中粉末粒径分布和形貌是两个重要特征。如下述案例所示，可以通过 Phenom 扫描电镜对粉末形貌、粘黏、有无卫星球等进行评估，结合配套的粒径分析软件 Phenom Particle Metric，能够从粒度分布、圆度、长径比等多个维度对金属粉末进行快速表征。
3D 打印颗粒自动粒径统计
在利用金属粉末打印多孔结构的骨科植入物的过程中，金属粉末的质量、打印过程参数设定影响着产品的使用性能，由于金属粉末熔融不*，打印完成后的产品会存在金属粉末附着的情况，若金属粉末去除不*，可能对产品性能和安全性有不利影响。如下述案例所示，在 3D 打印的髋关节表面观察到多个金属颗粒附着，这些附着的小颗粒粒径较小，植入人体后，存在着脱落的可能，增大了人造骨骼引发并发症的风险，对产品的安全有效性有严重影响。
4. 血液疾病研究在血液疾病研究方面，为更好的观察到细胞、蛋白的行为，科研人员也越来越多的用到 SEM 来进行分析。血栓引发的各类疾病已经在现代社会中产生大量的致死案例，如下述案例所示为血栓的 SEM 观察。斑马鱼的止血系统与人类极为相似，被广泛用于人类止血模型、血栓形成模型的研究，案例中图 (A) 为斑马鱼血栓凝块，图 (B)、(C) 分别为不添加任何组织因子 (TF) 的人类血栓凝块和添加高浓度组织因子的人类血栓凝块。通过 SEM 图可以发现，添加高浓度 TF 的人血纤维蛋白网络与从斑马鱼血中获得的网络结构极其相似，在鱼血中观察到更薄的蛋白纤维结构。红细胞和较小的细胞（可能为血小板）被困在斑马鱼血凝块纤维蛋白网络中，表明它们可能参与了凝固过程。
[2]
(A) 斑马鱼血凝块；添加 (B) 和未添加 (C) TF 的人血凝块
(A~D) 不同 α-FXIIa 和 tPA 添加量下血凝块的 SEM 图
上述案例为活化凝血因子 XII(α-FXIIa) 和组织纤溶酶原激活物 (tPA) 对血栓形成和纤维蛋白溶解影响实验的验证，图 (A) ~ 图 (D) 为不同 α-FXIIa 和 tPA 添加量下血凝块的 SEM 图，可以发现在缺少 tPA 的条件下，即使有血纤维蛋白溶酶存在，α-FXIIa 的加入也会增加蛋白纤维的密度;而在血栓形成过程中加入 tPA 引发纤维蛋白溶解的条件下，加入 α-FXIIa 会使蛋白纤维变得更加多孔。
参考资料
[1] Duddeck D U , Albrektsson T , Wennerberg A , et al. On the Cleanliness of Different Oral Implant Systems: A Pilot Study[J]. Journal of Clinical Medicine, 2019, 8(9).
[2] Evelien S , Martijn M , Coenraad H , et al. Thrombin Generation in Zebrafish Blood[J]. PLoS ONE, 2016, 11(2):e0149135.
[3] Joke, Konings, Lisa, et al. The role of activated coagulation factor XII in overall clot stability and fibrinolysis[J]. Thrombosis Research, 2015.
