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生物醫學研究是一個廣泛的領域。 它描述了一個致力于研究生命過程，疾病預防和治療以及與疾病和健康有關的遺傳和環境因素的科學領域。而且，由于該領域的多樣化，其研究所用到的設備也是相當廣泛。 掃描電鏡（SEM）作為這些類型的設備之一， 通過觀察組織或器官結構，可以了解到可能的改變和疾病。 這篇博客通過介紹掃描電鏡（SEM）在各個領域中的應用，來展示其強大功能，下面具體介紹三項科學研究。

揭示人類耳蝸的變化

Rask-Andersen 等人 [1] 的圖像證明，人類耳蝸似乎存在變化 。 這些掃描電鏡圖像揭示了耳蝸在解剖學上的變化，以提高他們的對人工耳蝸植入的認識。[1]

研究人員指出，關于人類耳蝸的精細結構的研究，可能會提供對插入和電刺激期間與電極相互作用的耳蝸內組織更好的理解。

為了能夠使用掃描電鏡觀察耳蝸脫鈣后的結構， 他們使用剃刀刀片將其分割 。 通過前期制樣處理，可以清楚地觀察到帶有纖毛的耳蝸螺旋器，以及各種各樣的毛細胞和其他結構。此外，還可詳細分析人工耳蝸植入創傷部位。

圖1：（a）人體內聽毛細胞纖毛- 低頻區。 （b）外部聽毛細胞纖毛- 高頻區。 （c）外部聽毛細胞纖毛- 低頻區。 圖片來自Rask-Andersen等人。

研究抑制手術后內膜增生的可能性

內皮損傷被認為是手術后增生的*步; 增加有機組織的生長。 增生被認為是造成靜脈移植物閉塞的zui常見原因。  

在他們的掃描電鏡（SEM）研究中， Yamamurra 等人描述了抑制手術后內膜增生的可能性[2]。為了能夠觀察自由基清除劑的藥物不良反應 ，靜脈移植物先后在戊二醛溶液和*氧化鋨溶液中固定。 然后進行臨界點干燥并噴金，zui后對靜脈移植物進行成像和分析。  

研究小組表明， 未處理的靜脈內皮細胞外觀呈鵝卵石樣。 將其與1小時后的樣品比較，鹽水組中的內皮細胞呈現出梳狀結構和單核細胞的粘附，而依達拉奉（自由基清除劑）組中的鵝卵石狀結構仍然存在，但觀察到的單核細胞要少很多。 因此研究小組認為自由基清除劑不僅可以抑制增生，還可以抑制動脈硬化。

圖2：d，e為有孔骨柱的精細結構的掃描電鏡 (SEM) 圖。圖片來自Rask-Andersen等人。

用掃描電鏡（SEM）檢查眼角膜細胞外基質（ECM）

作為第三個也是zui后一個例子，我們將重點介紹 Quantock 等人對眼角膜細胞外基質(ECM) 的研究 [3] 。自20世紀70年代以來，電子光學成像已經為眼部ECM的研究作出了60多年貢獻，并且已經在描述病理狀態下的精細結構解剖和組織變化方面發揮作用。[3]

雖然掃描電鏡（SEM）zui初被用于眼基質以及細胞和層狀組織的研究，但FIB-SEM（聚焦離子束）的發展已將其提升到一個新的水平。因此，現在可以對三維顯微解剖進行成像。

通過這三個例子，我們希望能夠讓您了解掃描電鏡（SEM）如何成為生物醫學領域中的研究工具，它不僅涵蓋了廣泛的應用領域，并且，為未來的眾多開發提供了動力。

參考文獻

[1] Human Cochlea: Anatomical Characteristics and Their Relevance for Cochlear Implantation, Rask-Andersen et al., The Anatomical Report 295: 1791-1811 (2012).

[2] Supression of postoperative intimal hyperplasia of vein grafts with edaravone in rat models – a scanning electron microscope study, Yamamurra et al, Int J Angiol Vol 16 No. 4 Winter 2007.

[3] From Nano to Macro: Studying the Hierarchical Structure of The Corneal Extracellular Matrix, Quantock et al., Exp Eye Res 2015 April, 133: 81-99.