應(yīng)用領(lǐng)域	醫(yī)療衛(wèi)生,環(huán)保,生物產(chǎn)業(yè)

多尺度特征力學(xué)表征系統(tǒng)

多功能組織材料生物力學(xué)特性,、電位分布測試分析表征系統(tǒng)
-多載荷多物理場耦合微觀力學(xué)性能原位測試系統(tǒng)

該系統(tǒng)是加拿大Biomomentum重點(diǎn)推薦的在體離體多功能,、多軸向、多尺度,、多材料的力-電特性測試分析儀,，該系統(tǒng)集成各種力學(xué)測定、力電耦合測定, 能對各種組織材料進(jìn)行機(jī)械刺激和表征測定,。允許表征的機(jī)械性能,。1000+篇文獻(xiàn)，30年+發(fā)展歷史,，同濟(jì)大學(xué),、青島大學(xué)、上海交通大學(xué)等成功使用,。是組織,、材料，力-電特性、多物理場耦合,，測試分析的金標(biāo)準(zhǔn),。

該系統(tǒng)是僅有的一款模塊化集成各種力學(xué)測試和力電耦合分布測試的工具，可以進(jìn)行不規(guī)則表面3D壓痕mapping測試,、3D表面輪廓mapping測試,、3D厚度mapping測試、活體壓縮同時進(jìn)行電位特性測試,、側(cè)限與無限壓縮測試,、張力測試、剪切測試,、摩擦測試,、扭轉(zhuǎn)測試、穿刺測試,、剝離測試的綜合性機(jī)-電特性測試分析平臺,。

多尺度特征力學(xué)表征系統(tǒng)

全面力學(xué)指標(biāo)測定儀

特點(diǎn)

1、支持在體,、離體兩種模式：手持式在體壓電測試,、氣囊式在體測試或常規(guī)臺式離體模式。
2,、機(jī)械力,、電位等全面的測試指標(biāo)：不規(guī)則表面3D壓痕mapping、3D表面輪廓mapping,、3D厚度mapping,、活體電位特性、側(cè)限與無限壓縮,、張力,、剪切、摩擦,、扭轉(zhuǎn),、穿刺、撓曲彎曲,、三點(diǎn)彎曲,、四點(diǎn)彎曲、剝離等各種力學(xué)特性測試,。
3,、多種力-電物理場耦合：不規(guī)則表面壓痕同時厚度測試、電位活組織壓縮同時電位測試,、拉扭耦合,、拉壓扭耦合、拉伸剪切耦合、壓縮剪切耦合等,。
4,、多尺度組織材料測試：

壓痕模量范圍：3Pa-670G帕

可測定材料組織范圍廣：3從極硬骨等到超軟腦組織、眼角膜等,，從粗大椎間盤等大樣品到極細(xì)纖維絲的跨尺度測試,。

位移分辨率達(dá)0.1um

力分辨率達(dá)0.025mN

大力 250N

行程范圍廣：50-250mm

體積小巧、可放入培養(yǎng)箱內(nèi)

5,、多軸向全角度測試 :X軸,、Y軸、Z軸,、扭轉(zhuǎn)軸（L型扭轉(zhuǎn),、U型扭轉(zhuǎn)、360度扭轉(zhuǎn)）,，行程大250mm,，分辨率低至100nm。
6,、僅有的各種力電類型特性測試的金標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)：全面的測試技術(shù)服務(wù),、根據(jù)良好的實驗室實踐和GLP提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析報告。
7,、高分辨率位移和力精準(zhǔn)度測試分析：移分辨率達(dá)0.1微米,、力分辨率達(dá)0.025毫牛。
8,、多軸向多功能多材料高通量壓痕測試分析:

◆樣品范圍廣：極軟腦組織泡沫到陶瓷、金屬

◆模量范圍廣3pa到670Gpa

◆無需表面平坦,，可在不規(guī)則表面壓痕（剛度,、硬度、厚度,、表面輪廓等測試）

◆壓痕不要求壓縮軸垂直于樣品表面對齊

◆可模塊化集成多軸向多功能多材料：可集成3D輪廓表面形貌表征,、拉伸、壓縮,、三彎曲,、四點(diǎn)彎曲、扭力,、剪切,、摩擦磨損、電特性等各種力電多物理場測試,。

◆壓痕同時可測量厚度信息

◆紅寶石壓頭,，堅固不易斷,使用成本低

◆樣品不需要從組織中收集

◆組織的破壞小

◆維持被測材料的機(jī)械環(huán)境及其與周圍材料的相互作用

◆自動mapping

◆亞微米分辨率

◆一臺儀器即可進(jìn)行從納米到宏觀尺度的壓痕
◆從小位移（幾納米）到大位移（大50mm）的壓痕
◆大載荷范圍（從0.025mN 到 250N）以滿足樣品特性的要求
◆大載荷范圍對測量粗糙表面尤為有用
◆可以在將樣品浸入溶液中的情況下進(jìn)行
9、基于第哎C的的非接觸式全場應(yīng)變動態(tài)測量-數(shù)字圖像相關(guān)測試：具有非接觸性、應(yīng)用廣泛,、精度較高,、全場測量、數(shù)據(jù)采集簡單,、測量環(huán)境要求不高,、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)，可以測量微米甚至納米的變形,應(yīng)用于組織材料力學(xué),、斷裂力學(xué),、微觀納米應(yīng)變測量、各種新型材料測量等,。
10,、上千篇文獻(xiàn)，30多年歷史,，產(chǎn)品成熟無風(fēng)險,。
該微觀力學(xué)測試分析與培養(yǎng)系統(tǒng)初該系統(tǒng)為軟骨力學(xué)性能檢測所研發(fā)，此后集成了多種配置以滿足更多生物組織和軟質(zhì)材料力學(xué)性能的測量和評估,。該儀器的*性能特點(diǎn)--模塊化設(shè)計,，簡易操作平臺，面向用戶設(shè)計,，廣泛應(yīng)用于生物材料檢測,，高分子材料檢測以及數(shù)字教學(xué)等領(lǐng)域，產(chǎn)品得到了業(yè)界廣泛的認(rèn)可和推廣,。該系統(tǒng)
相比于傳統(tǒng)的大型力學(xué)測試系統(tǒng),，該微觀力學(xué)測試系統(tǒng)總體較小，可以實現(xiàn)桌面化的操作流程,，操作過程簡便,。該系統(tǒng)測試方法面，是多樣化的材料力學(xué)表征工具,，是科學(xué)家,、工程師和其他各領(lǐng)域用戶的佳選擇。在動態(tài)力學(xué)分析,、薄膜,、復(fù)合物、聚合物,、生物產(chǎn)品,、醫(yī)學(xué)鑒定和水凝膠等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。

典型測試材料：

不同物種耳廓軟骨組織的比較

LLY Chiu,、R Giardini-Rosa,、JF Weber,、SL Cushing 和 SD Waldman

Ann Otol Rhinol Laryngol。2017 年 12 月,；126 (12): 819-828,。doi: 10.1177 / 0003489417738789。電子版 2017 年 10 月 27 日,。

目標(biāo)：

耳廓軟骨組織工程在為重建手術(shù)提供現(xiàn)成材料方面具有巨大潛力,。隨著組織工程領(lǐng)域向人體組織發(fā)展的方向發(fā)展，需要對天然耳廓軟骨進(jìn)行種間比較,，以確定合適的動物模型來評估工程耳廓軟骨在體內(nèi)的性能,。

方法：

在這里，我們通過比較大鼠,、兔,、豬、牛和人的耳廓軟骨組織的組織微觀結(jié)構(gòu),、蛋白質(zhì)定位,、生化成分和力學(xué)性能，對耳廓軟骨進(jìn)行了種間比較,。

結(jié)果：

與大鼠和兔軟骨相比,，人、豬和牛耳軟骨的腔隙更小 ( P < .05),。盡管組織微觀結(jié)構(gòu)存在差異,，但人耳軟骨與大鼠和兔的生化成分相似。與人類,、大鼠和兔相比,，豬和牛的耳軟骨顯示出明顯更高的糖胺聚糖和膠原蛋白含量（P < .05）。人耳軟骨的力學(xué)性能與所有 4 種動物的力學(xué)性能相當(dāng),。

結(jié)論：

這是項比較不同物種耳廓軟骨的微觀結(jié)構(gòu),、生化和機(jī)械特性的研究。本研究表明,，不同的人耳軟骨實驗動物模型可能適用于不同的病例。

關(guān)鍵詞：

動物模型,；耳廓軟骨,；軟骨組織工程；種間比較

1馬赫：

如前所述確定厚度和機(jī)械性能,。簡而言之,，使用卡尺（0.5 m 分辨率）測量組織厚度。使用配備有 1 kg locell 的 Mach-1 微機(jī)械測試系統(tǒng) (Biomomentum) 進(jìn)行機(jī)械測試,。使用具有 2 個平面端壓頭（直徑為 1 毫米和 2 毫米）的雙壓縮壓痕方法,。壓縮壓痕以 10% 應(yīng)變/秒的斜率進(jìn)行,，大應(yīng)變?yōu)?10%。以 10 Hz 的頻率收集來自 2 個壓痕的力變形響應(yīng),，然后使用 Excel 中基于

軟骨壓痕的理論模型,。

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典型測試材料：

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