医疗器械中使用的材料不仅必须具有适当的结构和机械性能，而且不能引起严重的身体反应，理想情况下应促进愈合反应。医疗器械设计人员使用各种表面处理，包括使用粘合涂层，以满足功能性和生物相容性的需求。在医疗器械表面应用涂层可以增强或改变润滑性、疏水性/亲水性和生物相容性等特性。例如，医疗器械设计师正在探索在冠状动脉支架上使用肝素等涂层，以减少血栓形成和再狭窄的发生。许多导管都涂有水凝胶。水凝胶涂层使导管在潮湿时润滑，易于插入，而不会使插入前处理变得困难。

对于制造商来说，了解涂层在应用于表面时的行为非常重要。传统电子显微镜等技术难以对非导电样品上的薄涂层进行成像。此外，由于电子显微镜通常是一种高真空技术，因此样品必须完全干燥。由于水是水凝胶的主要成分（>80%），因此在真空中工作存在严重障碍。另一方面，原子力显微镜（AFM）在绝缘体或导体上同样有效，并且可以对干样品和湿样品进行成像。AFM成像分析可生成其他技术无法轻松获得的高分辨率地形信息。

图1 涂层管的形貌图

原子力显微镜结果

图1显示了涂有润滑水凝胶的聚氨酯管的5μm x 5μm区域的表面形貌。颜色表示表面的高度 - 深蓝色表示低，红色表示高。高度（Z）范围为100纳米。图2是相同区域的相位图像，与图1同时采集。相位图像显示振荡悬臂相对于驱动力的相位滞后作为横向位置的函数。相位滞后对样品内材料特性的差异很敏感。在这种情况下，图像显示涂层具有具有不同物理特性的区域。这些不同的区域在管子的高度图像中并不明显。

图2 相位图像，与图1相同

图3 相位图，加湿后的管路

管子被弄湿后;然而，管的表面变得非常均匀，如图3所示。这表明水的添加极大地改变了涂层的特性。虽然湿管的图像是在环境条件下制作的，但样品也可以在流体下成像。AFM在分析技术中是独一无二的，因为它能够：

• 生成极高分辨率的图像
• 提供有关地形和物理特性的信息
• 对非导电样品进行成像
• 环境或受控条件下的图像
• 无需样品制备

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