膜狀生物材料雙軸拉伸測(cè)試分析

膜狀生物材料雙軸拉伸測(cè)試分析     膜狀生物材料測(cè)試儀

BioTester高分辨率雙軸薄膜拉伸測(cè)試分析系統(tǒng)

系統(tǒng)概況：

BioteSter膜狀生物材料雙軸拉伸測(cè)試分析系統(tǒng)(平面材料雙軸測(cè)試系統(tǒng))是一套簡(jiǎn)單易用的對(duì)軟組織和生物材料進(jìn)行定性研究的測(cè)試系統(tǒng)，它可實(shí)時(shí)捕捉材料的動(dòng)態(tài)圖像并同步顯示,，分析力與位移以及同步視頻圖像用于分析結(jié)果和驗(yàn)證,，所得數(shù)據(jù)可輕松輸出為標(biāo)準(zhǔn)的電子表格，讓您的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一目了然,！

BioteSter膜狀生物材料雙軸拉伸測(cè)試分析系統(tǒng)(平面材料雙軸測(cè)試系統(tǒng))是用于測(cè)試小的生物材料樣本的材料力學(xué)特性,，并對(duì)測(cè)試的圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的完整系統(tǒng)。

BioteSter膜狀生物材料雙軸拉伸測(cè)試分析系統(tǒng)(平面材料雙軸測(cè)試系統(tǒng))能測(cè)試的生物材料包括：皮膚,、韌帶,、血管、心臟的瓣膜,、鞏膜,、細(xì)胞膜、支架等及其替代組織,。儀器緊湊,、使用便捷，內(nèi)置強(qiáng)大的圖像跟蹤和分析軟件可以對(duì)數(shù)據(jù)、圖像和視頻進(jìn)行同步處理,。數(shù)據(jù)可以以電子表格的形式導(dǎo)出,，或者導(dǎo)入到分析軟件中進(jìn)行分析。

儀器特征：

1. 快速,、準(zhǔn)確及可重復(fù)的樣本裝載;可以對(duì)平面組織進(jìn)行單軸或雙軸拉力測(cè)量,；

2. 測(cè)試樣本可以小到3X3毫米，大的可到15X15毫米;可以進(jìn)行多模塊周期的,、簡(jiǎn)單的和松弛測(cè)試,；

3. 實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)制圖、綜合圖像跟蹤包,、測(cè)試期間的實(shí)時(shí)反饋及圖像分析軟件;用USB 接口快速地連接到帶有圖像和標(biāo)記跟蹤軟件的控制計(jì)算機(jī);

4. 直覺(jué)測(cè)試設(shè)計(jì),、集成的高分辨率CCD 相機(jī)可以為動(dòng)態(tài)成像提供同步視頻跟蹤（高達(dá)15 幀/秒）；

5. 緊湊型機(jī)械形狀系數(shù),；

• 4 個(gè)高精度力學(xué)加載裝置

• 基于高精度CCD成像的應(yīng)變測(cè)量方式

• 多種附件可供選擇,，包括具有優(yōu)良技術(shù)的BioRakes——用于快速可靠的樣品安裝

• 集成化的溫度控制池

• 功能用戶界面軟件，操作簡(jiǎn)單,，實(shí)時(shí)反饋循環(huán),、松弛以及多模態(tài)測(cè)試

儀器參數(shù)：

該系統(tǒng)小測(cè)試樣本為 3×3mm,，移動(dòng)分辨率達(dá)到微米級(jí),，夾持系統(tǒng)有助于快速和的樣本固定，讓您的實(shí)驗(yàn)更,、更高效,！您也可選擇針腳鉤子或直接夾住的固定系統(tǒng)，多種測(cè)試模式可選,，并提供控溫浴槽,，滿足您不同的實(shí)驗(yàn)需求。

BioteSter膜狀生物材料雙軸拉伸測(cè)試分析系統(tǒng)(平面材料雙軸測(cè)試系統(tǒng))應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,，可用于生物組織、醫(yī)療器械,、紡織品,、橡膠材料、塑料薄膜,、金屬,、復(fù)合材料的研究，在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域,，主要用于人工皮膚,、人造血管,、人心臟的瓣膜、人工角膜,、人工鞏膜,、人工肌腱、人工的韌帶,、人工軟組織,、人工椎間盤、人工纖維環(huán)等,，這些膜狀結(jié)構(gòu)中的膜材料在體內(nèi)均為雙向拉伸狀態(tài)，因此傳統(tǒng)的單軸拉伸檢測(cè)試驗(yàn)方法并不能如實(shí)反映材料在實(shí)際工程中的受力情況,。

隨著新材料以及工業(yè)的發(fā)展,，對(duì)于橡膠、塑料,、紡織品,、布匹、紙張,、薄膜等高分子材料的各向同性或者各向異性需要深入研究和測(cè)試,，因此平面材料雙軸拉伸測(cè)試系統(tǒng)也可以用于測(cè)量膜材強(qiáng)度、彈性模量等多種力學(xué)性質(zhì),。

研究背景：

在組織工程中，經(jīng)常運(yùn)用工程科學(xué)的原理來(lái)制作仿生3D支架用于治療疾病,。支架具有一些*的性質(zhì),，可以幫助細(xì)胞生長(zhǎng)和再生，同時(shí)提供力學(xué)和結(jié)構(gòu)支撐,。聚已內(nèi)酯是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛使用的生物兼容性合成材料,。聚已內(nèi)酯是疏水性物質(zhì)，流變學(xué)和粘彈性性能*,，經(jīng)常用于制作醫(yī)療設(shè)備和移植物,。聚已內(nèi)酯降解緩慢，適于長(zhǎng)時(shí)間藥物投遞和結(jié)構(gòu)支撐,，且易于和其它高聚物混合,，在3D組織工程中得到了廣泛的應(yīng)用。融化狀態(tài)的聚乙內(nèi)酯粘性較強(qiáng),，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,，在3D打印時(shí)需要使用高壓進(jìn)行緩慢的打印,，這是其缺點(diǎn)。除此之外,，在工程支架中應(yīng)用藥物投遞系統(tǒng)需要支架具有一些生化性質(zhì),，以滿足藥物投遞的需要。

研究思路：

韌帶和肌腱損傷通常會(huì)引發(fā)一些炎癥反應(yīng),，制作帶有抗炎藥物的支架可以在損傷部位既提供長(zhǎng)時(shí)間力學(xué)支撐又提供藥物治療,，使用組織有足夠的時(shí)間修復(fù)和恢復(fù)。使用聚已內(nèi)酯打印3D支架,，在其中摻入含吲哚美辛鈉的聚乙烯醇-聚丙烯酸水凝膠,，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的支撐和更特異、更有效的抗炎功能,。

研究方法：

1,、制備PCL混合物（PCL10:PCL80=40:60），100℃融化混勻后冷卻至室溫,；

2,、設(shè)計(jì)和打印PCL混合物支架；

3,、測(cè)量PCL混合物各項(xiàng)性質(zhì)：未差掃描熱量計(jì)測(cè)量熱量計(jì)量特征,；ASAP 2000 porositometer測(cè)量孔隙度；

4,、制備含10 mg/mL 吲哚美辛的PVA-PAA水凝膠,；

5、使用Elasto-SensTM Bio粘彈性分析儀測(cè)量水凝膠粘彈性,；

6,、使用傅利葉紅外變換分光鏡確定PCL混合物和水凝膠的結(jié)構(gòu)；

7,、在生理培養(yǎng)基中對(duì)支架進(jìn)行核磁共振成像,；

8、使用CellScale的Biotester對(duì)支架進(jìn)行應(yīng)變分析（圖1）,；

圖1 PBS溶液中PCL支架單軸拉伸實(shí)驗(yàn),。

9、紫外分光光度測(cè)定吲哚美辛鈉鹽釋放量與時(shí)間的關(guān)系,。

結(jié)論：

聚已內(nèi)酯混合物具有良好的熱穩(wěn)定性,，打印成的3D支架孔徑增加了水凝膠的粘附，水凝膠粘彈性強(qiáng),。聚乙烯醇-聚丙烯酸使支架的力學(xué)性能更強(qiáng),，滲透壓小，且能存在較長(zhǎng)時(shí)間,，可在移植問(wèn)題持續(xù)釋放藥物,。總之,，這種方法可以快速打印出熱穩(wěn)定性好、孔徑和體積合適的藥物水凝膠系統(tǒng),，同時(shí)對(duì)損傷部位提供支撐作用,。

參考文獻(xiàn)：[1]，[1],，庫(kù)馬爾,，[1]，[1]打印,，PVA?PAA水凝膠加載聚己內(nèi)酯支架遞送親水原位形成消炎痛鈉,。材料（巴塞爾）。2018, 11(6).