在研究生物材料本體性質方面,AFM一般使用斷面觀察(fractographictesting)來測試生物材料的組成。斷面觀察可用于觀察拉力測試拉斷的生物材料的內部本體性質,可以對斷裂的機理進行定性的解釋。斷面觀察主要集中研究影響斷面引發的原理和方法。Jandt等人采用AFM敲擊式模式中高度和懸臂震蕩振幅的結果對合成牙齒的斷面進行了研究。這種復合物中包含40%(vol.?vol?)二氧化硅填料,尺寸大小約為0102-0107Lm。除此之外,復合物中還包含幾種用于二氧化硅表顆粒和聚合物支架的粘結劑。Fig.1中顯示了樣品沖擊斷面表面的填料顆粒和周圍的聚合物支架形貌。在Fig.4(a)中,我們可以觀察到填料顆粒穩定的嵌在聚合物支架中,觀察不到裝填粒子脫離。在受沖擊后的斷面(b)中,可以看到大多數填料顆粒周圍的邊緣,這是由硅加強界面的變形導致在斷裂過程中界面的壓力集中造成的。AFM還可以用于觀察到斷裂表面的粗糙度Ra和不規則碎片的尺寸,這可以對斷裂表面的復雜幾何水平進行表征。這兩個參數對于生物材料斷裂表面的解釋都是非常有用的。

AFM可用于研究在不同溫度下空氣中,蒸餾水中和緩沖溶液中的蛋白-生物材料界面。因此很難直接對不同樣品的研究進行比較。經常使用XPS或者接觸角測試來表征生物材料表面的物理-化學性質和吸收蛋白質的數量,然后將這些試驗的結果與AFM實驗結果結合起來進行解釋。AFM對于蛋白質-生物材料之間界面最經典的研究還是用于研究吸收超結構的形貌或者構象,以及吸收的蛋白質分子的尺寸方面。另外,蛋白質的模式和識別,蛋白質分子和生物材料之間的黏附力也可以由AFM研究。在蛋白質-生物材料界面被吸附蛋白質的AFM成像可以顯示出蛋白質網絡和吸附蛋白質的其他超結構。Shi等在蛋白質表面覆蓋一層二糖,然后利用等離子沉積技術在二糖上形成了一層聚合物膜,最后將蛋白質溶解,利用敲擊式AFM對表面留下的纖維蛋白原進行了影像,進行識別,并研究了所吸收的纖維蛋白原的尺寸。

AFM在生物材料科學和工程中的發展非常迅速。隨著AFM技術的進一步發展和成熟,會為生物材料的發展提供更好的表征方法,而生物材料的發展也會為AFM的應用開拓新的領域。我們相信,AFM儀器和生物材料科學的發展會相輔相成,相映成輝。

蘇州飛時曼精密儀器有限公司成立于2013年，在2015年，公司獲得江蘇省高新技術企業認證，擁有自主知識產權30多項，研發的多款產品被評為高新技術產品，并通過CE、ISO9001、SGS認證。公司的核心研究方向為光、機、電、算一體化的微納米檢測設備、先進的醫療儀器。飛時曼作為國內自主品牌、蘇州飛時曼精密儀器有限公司，其主要產品有：原子力顯微鏡系列（多模式原子力顯微鏡 FM-Nanoview1000AFM、一體式原子力顯微鏡 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewRa-AFM、光學原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewOp-AFM、教學型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學型掃描隧道顯微鏡 FM-NanoviewT-STM、工業型原子力顯微鏡 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光譜儀RM5000、拉曼光譜儀RM8000、拉曼光譜儀RM9000）。公司自主研發的原子力顯微鏡基本都具備輕敲模式，且作為國內自主研發生產的原子力顯微鏡廠家，只是選配與訂做。