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導讀

宮腔粘連是指子宮內膜和子宮壁之間過度粘連在一起，導致子宮腔的形態和功能受損。宮腔粘連的嚴重程度可分為輕、中、重三個級別，嚴重宮腔粘連的復發率高達60%，目前仍缺乏有效的預防和治療。四川大學華西醫院解慧琪研究員團隊受子宮特性的啟發，開發了一種具有仿生異質特征的雙層支架(ECM- SPS)和子宮細胞外基質(ECM)微環境，該研究成果發表在國際知名期刊《Science Advances》（IF=13.6）上。文章中使用了島津萬能試驗機AGX-V2 500N測定該雙層支架的粘接抗折強度，同時島津分析中心劉仁威博士使用原子力顯微鏡SPM-9700HT的納米物性分析軟件（Nano 3D Mapping）對改性前后材料的形貌和力學性質進行了表征，為該文章的順利發表提供了有力數據支持。

圖1 文章首頁

研究成果鑒賞

l                      樣品的粘接抗折強度表征

電子萬能試驗機AGX-V2（圖2）是島津精心打造的新一代電子萬能試驗機，采用了先進的技術和設計理念，結合了先進的力學性能測試功能和智能控制器，是一款綜合能力強的儀器，在醫療研究領域的應用越來越廣泛。AGX-V2搭載了多處理器與控制單元搭載了2個處理器和3個控制單元，最高能實現10 KHz（0.1 ms間隔）的超高速采樣，可有效測得脆性材料斷裂瞬間的急速且微小的變化；可以配合使用各種引伸計/位移計，達到0.5級的精度要求，完成精確地應變測量，能滿足拉伸中精確的縱向/寬度應變測量，彎曲應變測量的需求。

圖2 島津AGX-V2桌上型電子萬能試驗機

文中小腸粘膜下層（SIS）和聚氨酯/小腸粘膜下層（PU/SIS）復合物是由聚氨酯（PU）乳液粘接得到的一體化雙層支架（SPS），為了評估不同濃度PU乳液的粘接強度，使用島津AGX-V2電子萬能試驗機，采用標準180°剝離試驗進行測試(圖3b和圖4A)，結果表明，當PU乳液濃度達到9%時，兩層之間形成了強界面(圖3)，因此，采用9% PU制備SPS雙層支架，用于后續實驗。將待測定的樣品制備成10 mm寬，所有試驗均以10 mm/min的恒定剝離速度進行。當剝離過程進入穩定狀態時，測得的力達到平穩狀態，最后通過計算公式（剝離強度=達到平穩狀態時的力/試樣寬度）計算出雙層SPS復合材料的粘接抗折強度。

圖3  (A)不同濃度PU乳液在SPS上的剝離強度，(B)重疊剪切試驗示意圖，

(C)雙層SPS復合材料的平均粘著剪切強度

圖4 （A）180°剝離試驗示意圖，(B)雙層SPS復合材料剝離強度-位移曲線

l                      樣品的表面形貌和彈性模量表征

SPM-9700HT是島津公司在售的原子力顯微鏡系列中的一款，其標配高速掃描器，可配置各種功能模塊實現樣品表面電流、電勢、磁疇及納米力學性質的測量；可配置專業的環境控制艙，實現不同氛圍下的原位測試，是一款綜合能力強的儀器。

圖5島津原子力顯微鏡SPM-9700HT

在生物實驗中，選擇子宮內膜上皮細胞(ECs)和平滑肌細胞(SMCs)作為功能細胞，在SPS支架表面構建組織特異性ECM，驗證功能細胞衍生的ECM對組織功能再生的影響。為了對比觀測SIS、ECMECs -SIS、PU/SIS和ECMSMCs -PU/SIS膜的形貌和力學性質，使用島津SPM-9700HT的納米物性分析軟件（Nano 3D Mapping）進行表征，獲得了四組樣品同一區域的表面形貌圖和彈性模量分布圖（圖6A），同時通過軟件計算獲得了它們的彈性模量，結果表明：ECMECs -SIS的彈性模量低于SIS，而ECMSMCs -PU/SIS的彈性模量高于PU/SIS。

圖6 不同樣品的表面形貌及彈性模量分布圖

專家心聲

趙龍梅博士使用島津SPM在測試中

文章第一作者趙龍梅博士表示：在該工作中，我們開發了一種具有仿生異質特征的雙層支架，該支架不僅需要關注其生物相容性，還要考慮其力學性質，因此前期使用了島津AGX-V2電子萬能試驗機測定樣品的粘接抗折強度。但在成果的發表過程中，審稿人對我們制備的材料的承載性，也就是膜自身的軟硬程度提出了疑問，希望能有相應的數據作為支撐，在島津分析中心劉仁威博士和鄭瑞工程師的幫助下，使用島津原子力顯微鏡SPM-9700HT非常快速的完成了樣品的表面形貌和彈性模量的測定，及時回復了審稿人提出的問題，讓我們的文章順利接收。非常感謝島津分析中心，希望在后續的合作中能夠進一步拓展應用研究，取得更好的實驗成果。

文中推薦技術方法方案僅用于醫學專業人士技術交流，不作為臨床診斷依據。