生物材料（liào）是用來對生物體（tǐ）進行診斷、治療、修複或者替換病損組織和器官（guān），增進功（gōng）能的一類材料。而可降解生物材料是指材料被植入人（rén）體內，能夠不斷地發生降解（jiě），降解的產物能被（bèi）生物體所吸收的（de）或者會排出體外的一類材（cái）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，然後隨著材料被降解吸收，新生組織得到同步替（tì）換，達到永久性治療的目的（de）。可降解生物金屬材料無論是作為（wéi）植（zhí）入（rù）體還（hái）是醫療器械，都是在複雜的（de）生物環境下工作。

       可（kě）降解金屬材料因其獨特的降解特性和生物（wù）活性，極具臨床應用（yòng）前景。目前，可降（jiàng）解金屬（shǔ）植入（rù）物材料主要有鎂合金、鐵合金和鋅合金。大量研究表明，可降解鎂合金降解速度過快，可降解鐵合金降解速度過（guò）慢，金屬鋅的（de）降解速率非常符合臨床要（yào）求，但其較低（dī）的力學性能限製了鋅及其合金的應用。

       德國Bruker的高性能微區X射線熒光（guāng）光譜儀M4 TORNADO可以幫（bāng）助（zhù）科學家篩選和開發新（xīn）型的可降解生物材料（liào），探索其在體內的（de）降解速率（lǜ）及擴散機理。M4 TORNADO可以（yǐ）對（duì）大尺（chǐ）寸樣品（20cm x 16cm）實現高分辨率元素分布成像，無（wú）需噴金噴碳等樣品製備，可進（jìn）行原位無損檢測，檢出限在ppm-100%，可視化展現生物材料元素分布情況和生物體（tǐ）內元素降解擴散過（guò）程。

       北京航空航（háng）天大（dà）學醫學科學與工（gōng）程學院楊宏韜（tāo）老師課題組在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，已知鋅在骨代謝中不可或缺的作用，生物可降解的（de）鋅基材（cái）料具有促進骨創傷後骨再生的生物（wù）活性（xìng）。

      然而（ér），鋅（xīn）的（de）生（shēng）物降解對骨修複進程中的血管生成影響尚不清楚，血管生成在（zài）隨後的骨再生中起著至（zhì）關重要的作用。此文章研究發現，鋅在體內和體外的生物降解誘導血管生成具有一致的劑量依（yī）賴（lài）性（xìng）時空響應。在關鍵（jiàn）骨缺損模型中，由於生物降解導致的鋅釋放（fàng）強度在術後（hòu）3至（zhì）10天內增加。同時，在第10天，Zn植（zhí）入物周圍cd31陽性（xìng）區域的麵積比明顯高於Ti植入物，表明血管生成增強。此外，血管生成表現出（chū）距（jù）離依賴特征，這與來自鋅植入物的鋅信號（hào）的強（qiáng）度分布密切相關。

      為了（le）探索血管生成增強與植入材料（liào）之間（jiān）的潛在關（guān）係，研（yán）究組利用背散射電子成像(BEIs)、元素（sù）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。結果發現：

       在第（dì）3天，如果隻從BEIs提供的信息看，看不到Zn植（zhí）入物有明顯的（de）降解行為。德國Bruker公（gōng）司的（de）Micro-XRF元素分布圖像顯示，在距植入（rù）物100 ~ 500 Microm處顯示出明顯Zn元素信號環，表（biǎo）明含Zn降（jiàng）解產物的空間（jiān）分布（bù）。這是（shì）因為：

       1.對於微量元素的檢測，Micro-XRF比EDS具有更高的檢（jiǎn）測靈敏度，可以檢測到濃度為ppm的Zn空間信號（hào）

       2.Micro-XRF的掃描（miáo）麵積比EDS大，可以從更大尺度觀測Zn降解產物的空間分布

       與（yǔ）第3天相比，在第10天（tiān），BEIs圖像發現明顯的生物降解，其（qí）中Zn、C、O和P聚集在植入物周圍，此外，Micro-XRF圖像也顯（xiǎn）示了（le）在材（cái）料周圍更明顯的Zn信號,與BEIs的結果一致。

       與Zn植（zhí）入物相比，Ti植入物從第3天到第10天保持惰性，EDS和（hé）Micro-XRF均（jun1）檢測不到含Ti降解產物的信號。

布魯克微區X射線（xiàn）熒（yíng）光光譜儀的特點

       德國Bruker微區X射（shè）線熒光元素分布成像技術是對不均勻、不規則、大樣品甚至小件樣品（pǐn）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材料、非金屬（shǔ）材料（liào）、生物組織切片、醫療（liáo）器械等。

       Micro-XRF相對於EDS繪圖具有以下優勢：

       1）樣品無（wú）需進行噴金噴（pēn）碳製備，無損、非接觸式檢測；

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

       3）可以對（duì）樣品進行單點，多點，線掃描（miáo），麵（miàn）分布成像，一次性成像麵積≥190mm x 160mm, 無需拚接（jiē）， 元素（sù）分布（bù）像素（sù）≥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（sù）的檢測具有優勢；

       5）X射線的穿透（tòu）深度為微米到毫米級別，相比電子束可以更好地檢測亞表麵成分。采用多毛細管技術，Micro-XRF係統中小束斑尺寸≤20μm。