生物纳痕仪

力学性能表征对生物医学和生物材料的研发有重要的作用。对于许多生物材料，有时不得不在非常局部或相对较小的区域内研究其力学性能。此外，临床前研究通常在小动物模型（如大鼠或小鼠）上进行。因此，测试方法必须适用于局部区域测试，以便在如此小的样本上也可以进行检测。最近几年引入生物医学的纳米压痕技术尤其适用于这类表征。本应用报告展示了纳米压痕在骨骼、牙齿和隐形眼镜性能测试中的一些应用在过去的几十年里，生物材料的力学性能表征已成为其重要的发展需求。研究人员和工程师有兴趣了解生物材料（软组织和硬组织、骨骼、肌腱、软骨、牙齿等）和人工（人造）生物材料（植入物、可溶解缝合线、永久或临时性的支架等）的力学性能。了解组织和器官等生物材料的力学性能对于开发人体内的新材料和组织以及评估不同医疗方法的效果是必要的。在以上许多应用中，需要去研究相对较小的局部区域内的表面力学性能，此外，临床前研究通常在小动物模型（如大鼠或小鼠）上进行。测试方法必须适用于局部区域测试，以便在如此小的样本上也可以轻松进行检测。纳米压痕技术在生物医学领域已经应用了大约二十年。若干研究人员使用这种方法研究骨关节炎或不同营养方案对骨骼力学性能的影响。纳米压痕技术非常有用，主要是因为与表征骨骼整体结构性能的宏观拉伸或压缩测试相比，它提供了骨骼中不同组织的微观力学性能。压痕表征材料的局部特性在研究药物治疗或病变的效果时极其重要，因为这些处理方式通常会导致生物材料局部刚度的变化。只有对健康骨骼结构的特性有很好的了解，才能在相应的药物治疗中取得好的效果。因此，除了对治疗过的骨骼进行测试外，还必须对健康骨骼进行类似的测试。此外，测试参数应该满足对应压痕测试的材料体积总是相同的（或至少非常相似）且代表可以观察到处理结果的相关的结构单元。牙釉质是另一种通过纳米压痕测试进行研究的材料。纳米压痕技术确实是对这种小样品进行力学性能测试的最适合的方法之一。尽管硬质生物材料或生物体材料的纳米压痕测试代表了很大一部分的局部力学测试，但在越来越多的应用中，需要测量更软的（生物）材料。这些软材料可以具有远低于 100MPa 的弹性模量，并且经常必须保持在流体中。此外，它们的表面可能不平整，无法通过标准方法（如切割或抛光）进行制备。这种软材料的一个典型例子是关节软骨。最近针对各种类型的支架对软骨再生的影响，开展了广泛的研究。柔性隐形眼镜因其使用简单、成本低廉而被许多人在日常生活中使用。不同隐形眼镜的刚度（以弹性模量表示）和最终蠕变可能会因所用材料的类型不同而显著变化。材料的选择受到光学性能、佩戴舒适性或镜片使用时间的影响。隐形眼镜的刚度可以使用生物压痕仪进行局部测量，该生物压痕仪能兼容在液体中进行测试。仪器压痕是一种表征生物医学和生物体材料局部力学性能的新技术。安东帕仪器化压痕测试的优势是可以测试硬质和软质生物材料和生物体材料的硬度和弹性模量。纳米压痕测试仪适用于许多类型材料的局部力学分析，比如干燥的或浸泡在液体中的，硬的或软的材料都可以被测试。

2022年12月14日，中国政府采购网发布《中山大学生物医学工程学院生物纳米压痕仪采购项目（中大招（货）[2022]1457号/CLF0122GZ16ZC99）中标结果公告》，中山大学生物医学工程学院采购Anton Paar（安东帕）生物纳米压痕仪1台，型号为STEP 700 NOISE CONTROL UNHT3 Bio。项目编号：中大招（货）[2022]1457号/CLF0122GZ16ZC99（招标文件编号：中大招（货）[2022]1457 号）项目名称：中山大学生物医学工程学院生物纳米压痕仪采购项目中标（成交）信息供应商名称：广州市东方科苑进出口有限公司供应商地址：广州市越秀区先烈中路100号大院8号楼三楼（自编306）中标（成交）金额：164.7800000（万元）主要标的信息序号供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 1广州市东方科苑进出口有限公司 生物纳米压痕仪 Anton Paar（安东帕） STEP 700 NOISE CONTROL UNHT3 Bio 1台 1647800.00 评审专家（单一来源采购人员）名单：评审委员会总人数：5人科研仪器设备自选专家：黄巧娟、齐炜炜、任三香、刘小兰采购人代表名单：宋剑

p 　　 近日，中科院理化技术研究所研究员王树涛团队与大连化学物理研究所研究员梁鑫淼团队合作，开发出一种具有亲水/疏水异质纳米孔的聚合物微球。该微球能在不同极性的溶剂中选择性吸附生物分子，进而从复杂样品中高效地分离出痕量的糖肽。相关研究成果发表于《先进材料》，研究工作得到了国家自然科学基金杰出青年基金、中组部国家“万人计划”领军人才项目和北京市科委计划项目等资金的大力支持。 /p p 　　目前高分子多孔材料已广泛地应用于分离领域，传统的高分子多孔材料具有均质的组成或孔隙，例如聚苯乙烯多孔微球，这些材料往往很难从复杂的样品中分离出痕量的目标分子。为了实现选择性分离，通常需要对这些材料表面进行功能基团的修饰。然而，这些修饰仅仅是在分子尺度，往往造成在材料表面的修饰密度低、不均匀等各种问题，难以消除含量较高的背景分子的非特异性吸附。在临床上，痕量疾病标志物分子的分离和检测意义重大，例如与阿尔茨海默氏症紧密相关的内源性糖肽的分离。 /p p 　　该工作是在乳液界面聚合的研究基础上取得的又一新进展。王树涛团队前期发展的乳液界面聚合策略，实现了拓扑结构和化学组成可调的两亲性Janus微球材料的可控制备，这些两亲性的Janus微球可用于油水乳液的高效分离。同时，这种界面聚合的方法还可以拓展到二维Janus膜材料的制备上。 /p p 　　王树涛表示，这种具有亲水/疏水异质纳米孔的微球为开发新型的生物分子分离材料提供了新的思路，有望应用于生物分子分离及后续的临床诊断等领域。该工作一经发表便得到了国内外同行及媒体的广泛关注。 /p p br/ /p