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

材料組織多種力測試分析系統(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行機械刺激和表征測定。允許表征的機械性能,。1000+篇文獻,，30年+發(fā)展歷史，同濟大學(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,，測試分析的金標準,。

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-電特性測試分析平臺,。

材料組織多種力測試分析系統(tǒng) 力學(xué)全面指標測定儀

特點

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、機械力,、電位等全面的測試指標：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、三點彎曲,、四點彎曲,、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纖維絲的跨尺度測試。

位移分辨率達0.1um

力分辨率達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準系統(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提供準確的數(shù)據(jù)分析報告。
7,、高分辨率位移和力精準度測試分析：移分辨率達0.1微米,、力分辨率達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，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,，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--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：

藥片機械性能的表征

典型應(yīng)力松弛測試曲線。這些結(jié)果表明,，膨脹片劑成功地承受了施加的加載方案,，因為它們在壓縮和釋放過程中具有幾乎可逆的行為，具有相似的平衡加載,。然而，峰值負載
與釋放相比,，壓縮期間更高,。片劑的平衡剛度也顯示出隨著壓縮而增加。有趣的是,，平衡剛度隨著制造過程中施加到粉末的壓縮力和片劑的干硬度而降低,。
本研究中使用蠕變試驗來觀察膨脹過程中的膨脹和機械性能的演變,。顯示樣品 2 在蒸餾水中溶脹 5 小時。在膨脹過程中每半小時施加一個 20 mm 的壓縮斜坡,，速度為 4 mm/s,，松弛時間為 10 s。片劑在 5 小時內(nèi)膨脹了 700 微米,。此外,，與水合片劑相比，干片劑 (t=0s) 的機械性能*不同,。片劑的溶脹會改變其結(jié)構(gòu),，因此在水合和溶脹 5 小時后，動態(tài)剛度會降低 3 倍,。
可以分析來自機械測試的數(shù)據(jù)以獲得結(jié)構(gòu)信息,。使用為組織力學(xué)開發(fā)的原纖維網(wǎng)絡(luò)增強多孔彈性模型，可以處理應(yīng)力松弛曲線以獲得四個模型參數(shù)：基體平衡剛度 (Em),、水力滲透率 (k),、基體泊松比 (v) 和原纖維網(wǎng)絡(luò)剛度 ( Ef)（參見本網(wǎng)站上的 Soulhat et al 1999）。
k 與孔徑大小直接相關(guān),，因此與片劑的藥物轉(zhuǎn)運有關(guān),。Em 與片劑中心部分的剛度有關(guān)，而 Ef 與膜表面層的剛度有關(guān),。事實上,，在溶脹過程中，我們觀察到片劑的特征在于表面層的特性與中心部分不同,。通過將應(yīng)力松弛曲線與模型擬合得到結(jié)果,。有趣的是，壓縮比釋放時 Ef 更高,，k 更小,。Ef 與釋放時較低的峰值負載直接相關(guān)。k 的增加可以通過片劑在壓縮過程中繼續(xù)膨脹的事實來解釋,。通過使用 Navier-Stokes 方程來估計基質(zhì)的孔徑,，可以進一步獲得微觀結(jié)構(gòu)信息。
在本案例研究中,，我們展示了 Mach-1 可以測量溶脹藥片的機械性能,。獲得的重要信息表明，干片劑的機械性能（粉末的壓縮力和硬度）與水合片劑的機械性能有很大不同,。此外,，我們假設(shè)水合片劑的機械行為與控制藥物釋放的事件更密切相關(guān)。事實上，我們觀察到在膨脹 71 小時后,，在粉末上使用較小壓縮力制造的片劑的平衡剛度更高,。這可能是由于用較高壓縮力制造的較硬片劑中存在缺陷或裂縫。