應用領域	醫(yī)療衛(wèi)生,環(huán)保,生物產(chǎn)業(yè)

生物力學綜合表征分析

多功能組織材料生物力學特性,、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,、青島大學,、上海交通大學等成功使用。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。

生物力學綜合表征分析 力學特性綜合表征分析

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、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變動態(tài)測量-數(shù)字圖像相關(guān)測試：具有非接觸性、應用廣泛,、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,應用于組織材料力學,、斷裂力學、微觀納米應變測量,、各種新型材料測量等,。
10、上千篇文獻,，30多年歷史,，產(chǎn)品成熟無風險。
該微觀力學測試分析與培養(yǎng)系統(tǒng)初該系統(tǒng)為軟骨力學性能檢測所研發(fā),，此后集成了多種配置以滿足更多生物組織和軟質(zhì)材料力學性能的測量和評估,。該儀器的*性能特點--模塊化設計，簡易操作平臺,，面向用戶設計,，廣泛應用于生物材料檢測，高分子材料檢測以及數(shù)字教學等領域,，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)的大型力學測試系統(tǒng)，該微觀力學測試系統(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表征工具,，是科學家、工程師和其他各領域用戶的佳選擇,。在動態(tài)力學分析,、薄膜,、復合物、聚合物,、生物產(chǎn)品,、醫(yī)學鑒定和水凝膠等領域都有廣泛應用。

典型測試材料：

SAWBONES 脛骨平臺復制品的表征
為了在貿(mào)易展覽和科學會議的展臺上展示我們的 Mach-1 型號 v500css 機械測試儀的 3D 映射功能,，我們使用了來自 Sawbones 的人體脛骨平臺復制品,。顯然，這比在我們的行李中攜帶真人樣本要方便得多,！雖然骨頭是由塑料制成的,，但關(guān)節(jié)表面（實際上，半月板與軟骨表面和十字韌帶合并）是用橡膠狀材料模制而成的,。在這里,，我們總結(jié)了用于獲得 3D 表面輪廓、橡膠厚度和剛度圖的方法,。
將脛骨平臺復制品安裝在機械測試平臺上,，并使用 Mach-1 相機拍攝俯視圖。使用 Mapping Toolbox 軟件,，將位置網(wǎng)格（大約 300 個位置）疊加在圖片和兩個參考位置上,，用于將每個位置的像素坐標轉(zhuǎn)換為真實的 XY 測試儀坐標。使用 Mach-1 Motion 軟件的“Normal Indentation"功能,，使用直徑為 2 mm 的球形壓頭掃描表面,。在每個位置，壓頭輕輕地朝表面降低,，直到稱重傳感器檢測到表明表面高度（或厚度）和方向的輕微接觸（10 g）,。然后，一個 500 微米的壓痕（垂直于表面）是通過以不同的速度移動三個平臺并通過測量負載的法向分量（使用多軸稱重傳感器）來制作的,。然后在初始照片上繪制每個點的大負載以獲得映射,。使用球形壓痕中的理論海耶斯彈性模型，可以擬合法向壓痕曲線（與局部厚度）以獲得材料的表觀局部剛度（也映射）,。
由于關(guān)節(jié)表面采用單一均勻的橡膠狀材料模制而成,，因此可以預期更均勻的剛度映射。即使在大力映射中觀察到的地形變化原則上可以通過 Hayes 模型的厚度變化來解釋,，但剛度圖中仍然存在一些微小的變化,。這可以通過 Hayes 模型假設材料為平板的事實來解釋。為了消除所有變化,，有限元模型將是一種更穩(wěn)健的方法,。在脛骨平臺的中心（相對平坦的區(qū)域），材料剛度約為 1 MPa,，而該位置的正常人體關(guān)節(jié)軟骨的剛度約為 2 MPa（因此與外科醫(yī)生探測的感覺相差不遠）,。然而,，真正的軟骨表現(xiàn)出更復雜的多孔彈性行為，