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

dma測(cè)試力學(xué)
dma測(cè)試力學(xué) 動(dòng)態(tài)力學(xué)分析系統(tǒng)

biomomentum 動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析系統(tǒng)-DYNAMIC MECHANICAL ANALYSIS
-多載荷多物理場(chǎng)耦合微觀力學(xué)性能原位測(cè)試系統(tǒng)

Biomomentum 品牌的mach-1 型號(hào)的多功能微觀生物力學(xué)測(cè)試分析系統(tǒng)模塊化集成壓縮,、張力、剪切,、摩擦,、扭轉(zhuǎn)和2D/3D壓痕、3D輪廓及多力混合耦連測(cè)試的一體化微觀力學(xué)測(cè)試裝置,。能對(duì)生物組織,、聚合物、凝膠,、生物材料,、膠囊、粘合劑和食品進(jìn)行精密可靠的機(jī)械刺激和表征,。允許表征的機(jī)械性能包括剛度,、強(qiáng)度、模量、粘彈性,、塑性,、硬度、附著力,、腫脹和松弛位移控制運(yùn)動(dòng),，

該系統(tǒng)可以做具有動(dòng)態(tài)機(jī)械特性測(cè)試分析功能，可以通過(guò)高分辨率的軸向（拉伸/壓縮）或剪切（平面或扭轉(zhuǎn)）組織材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性測(cè)試分析,。這些特性通常用具有存儲(chǔ)和損耗模量分量的復(fù)數(shù)動(dòng)態(tài)模量表示,。儲(chǔ)能模量可以與材料的剛度相關(guān)聯(lián)，而損耗模量與通過(guò)塑性變形,，內(nèi)部摩擦,，相對(duì)分子運(yùn)動(dòng)，弛豫過(guò)程,，相變,，形態(tài)變化等導(dǎo)致的樣品內(nèi)能量的損失相關(guān)。動(dòng)態(tài)特性提供了分子水平的信息,，以了解材料的機(jī)械性能,。動(dòng)態(tài)機(jī)械性能的評(píng)估對(duì)于表征非彈性性能（例如，粘彈性或多孔彈性）的材料的表征特別有用,，這些材料的性能會(huì)隨頻率而變化,。

該系統(tǒng)是能集成壓縮、張力,、剪切,、摩擦、扭轉(zhuǎn)和2D/3D壓痕,、3D輪廓及多力混合耦連測(cè)試的一體化微觀力學(xué)測(cè)試裝置,。能對(duì)生物組織、聚合物,、凝膠,、生物材料、膠囊,、粘合劑和食品進(jìn)行精密可靠的機(jī)械刺激和表征,。允許表征的機(jī)械性能包括剛度、強(qiáng)度,、模量,、粘彈性、塑性,、硬度,、附著力、腫脹和松弛位移控制運(yùn)動(dòng)。

特點(diǎn)

1,、適用樣品范圍廣：

1.1,、從骨等硬組織材料到腦組織、眼角膜等軟組織材料

1.2,、從粗椎間盤(pán)的樣品到j(luò)細(xì)纖維絲

2,、通高量壓痕測(cè)試分析

2.1、三維法向壓痕映射非平面樣品整個(gè)表面的力學(xué)特性

2.2,、48孔板中壓痕測(cè)試分析

3,、力學(xué)類(lèi)型測(cè)試分析功能齊

模塊化集成壓縮、張力,、剪切,、摩擦、扭轉(zhuǎn),、穿刺,、摩擦和2D/3D壓痕、3D表面輪廓,、3D厚度等各種力學(xué)類(lèi)型支持,微觀結(jié)構(gòu)表征及動(dòng)態(tài)力學(xué)分析研究

4,、高分辨率:

4.1、位移分辨率達(dá)0.1um

4.2,、力分辨率達(dá)0.025mN

5,、行程范圍廣：50-250mm

6、體積小巧,、可放入培養(yǎng)箱內(nèi)

7 ,、高變分辨率成像跟蹤分析

8、多軸向,、多力偶聯(lián)刺激

9,、活性組織電位分布測(cè)試分析

10、產(chǎn)品成熟,，文獻(xiàn)量達(dá) 上千篇

典型測(cè)試材料：

氦離子輻射對(duì)骨材料性質(zhì)的影響

Patricia K. Thomas,、Lindsay K. Sullivan,、Gary H. Dick

使用 3D 打印和生物打印生產(chǎn)的組織工程軟骨的生物力學(xué)

Thomas J. Kean,、Remi Dagenais 和 Sotcheadt Sim

骨科研究協(xié)會(huì) (ORS)，2020 年,，美國(guó)亞利桑那州鳳凰城,。海報(bào)

介紹

關(guān)節(jié)炎的患病率和費(fèi)用占年度醫(yī)療保健費(fèi)用的 10% 以上。本研究旨在比較 3D 打印,、生物打印及其組合在形狀保真度和生物力學(xué)方面的技術(shù),。

方法

從根據(jù) IACUC 批準(zhǔn)的方案死亡的兔子 (n = 3；7-9 個(gè)月) 的膝蓋中分離軟骨細(xì)胞。在冷凍保存（95% 胎牛血清,，5% 二甲基亞砜）之前,，使用透明質(zhì)酸酶（30 分鐘）和膠原酶（8 小時(shí)）解剖、切碎和消化軟骨,。將軟骨細(xì)胞解凍并接種到失活的豬滑膜細(xì)胞基質(zhì)包被的燒瓶中（~6000 個(gè)細(xì)胞/cm2）,。在 90% 匯合時(shí)，將細(xì)胞胰蛋白酶化（0.25% 胰蛋白酶/EDTA,；Hyclone）并分成 8 組：1）無(wú)支架片,，2）無(wú)支架圓頂，3）直寫(xiě)聚己內(nèi)酯支架片,，4）直接寫(xiě)聚己內(nèi)酯支架圓頂,，5) 膠原蛋白封裝（LifeInk200，Advanced Biomatrix）片材,，6) 膠原蛋白封裝（LifeInk200,，Advanced Biomatrix）圓頂，7) 膠原蛋白封裝（LifeInk200,，Advanced Biomatrix) 聚己內(nèi)酯支架上的片材,，8) 膠原蛋白封裝（LifeInk200，Advanced Biomatrix）圓頂在直接寫(xiě)入的聚己內(nèi)酯支架上,。凸圓頂模具在丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS,，Hictop iprusa）中進(jìn)行 3D 打印，然后通過(guò)在漂白劑中孵育,、在硫代硫酸鈉中中和并在無(wú)菌水中沖洗,，然后在層流柜中干燥。直接寫(xiě)入支架是在聚己內(nèi)酯 (RegenHu) 中依次用較小,、然后較大的網(wǎng)格（70,、60、50,、40,、30、40,、50,、60、70 µm）生產(chǎn)的,；圓頂是通過(guò)在 55°C 下在 ABS 圓頂上孵育產(chǎn)生的,。使用重新懸浮在 DMEM/F12 + 10% FBS 中的軟骨細(xì)胞與膠原蛋白 1:5 混合（LifeInk200 Advanced Biomatrix，Se3d Reb3l 注射器擠出生物打印機(jī)）進(jìn)行生物打印,。將構(gòu)建體在 30 ml Nalgene 容器中孵育,，該容器用 0.2 µm 無(wú)菌的注射器過(guò)濾器進(jìn)行了氣體交換（圖 1A,；5% CO2、5% O2,、90% N2）,。第 1-4 組立即在軟骨形成培養(yǎng)基 [1] 中孵育，而生物打印構(gòu)建體（第 5-8 組）在軟骨形成培養(yǎng)前在補(bǔ)充有 10% FBS 的 DMEM/F12 中孵育 24 小時(shí),，因?yàn)橹暗膶?shí)驗(yàn)確定在軟骨形成培養(yǎng)基導(dǎo)致軟骨細(xì)胞活力極低,。將所有構(gòu)建體置于第 2 天 10 rpm 和第 5 天 60 rpm 的旋轉(zhuǎn)振蕩器上。將構(gòu)建體培養(yǎng) 28 天,，每 2-3 天更換一次軟骨培養(yǎng)基,。在收獲時(shí)，在干冰上冷凍之前,，視覺(jué)和觸覺(jué)評(píng)估評(píng)分為 1-5（5=佳）,。機(jī)械測(cè)試：樣品在室溫下在 PBS 中解凍。然后,，每個(gè)圓頂樣品都固定在球形不銹鋼層上,。相機(jī)配準(zhǔn)（Mapping Toolbox，Biomomentum Inc,，Canada）用于疊加位置網(wǎng)格（每個(gè)樣本約 20-30 個(gè)位置）,。使用允許使用多軸機(jī)械測(cè)試儀（Mach-1v500css，Biomomentum Inc,，加拿大,；垂直軸上的 17N 范圍和 0.85mN 分辨率，水平軸上的 12N 范圍和 0.60mN 分辨率軸）,。使用垂直于表面移動(dòng)的球形壓頭（D = 0.50 mm）獲得垂直壓痕,。軟骨以 100 µm/s 的速度縮進(jìn) 100 µm，并允許 60 秒的松弛時(shí)間,。之后,，將球形壓頭替換為針式探針，在同一網(wǎng)格的每個(gè)位置進(jìn)行自動(dòng)厚度映射,。分析：根據(jù)自動(dòng)厚度映射結(jié)果,，通過(guò)表面的垂直位置（載荷開(kāi)始增加的位置）與軟骨/骨界面的垂直位置（對(duì)應(yīng)于個(gè)拐點(diǎn)）之間的差異計(jì)算每個(gè)位置的軟骨厚度。位移/力曲線）,。每個(gè)位置的瞬時(shí)模量是通過(guò)將載荷-位移曲線（相應(yīng)的厚度和有效泊松比為 0.5）擬合到壓痕中的彈性模型獲得的 [2],。使用帶有 Dunnetts Post-Hoc 分析的 ANOVA 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)表面的垂直位置（負(fù)載開(kāi)始增加的位置）與軟骨/骨界面的垂直位置（對(duì)應(yīng)于位移/力曲線中的個(gè)拐點(diǎn)）之間的差異計(jì)算每個(gè)位置的軟骨厚度,。每個(gè)位置的瞬時(shí)模量是通過(guò)將載荷-位移曲線（相應(yīng)的厚度和有效泊松比為 0.5）擬合到壓痕中的彈性模型獲得的 [2],。使用帶有 Dunnetts Post-Hoc 分析的 ANOVA 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,。通過(guò)表面的垂直位置（負(fù)載開(kāi)始增加的位置）與軟骨/骨界面的垂直位置（對(duì)應(yīng)于位移/力曲線中的個(gè)拐點(diǎn)）之間的差異計(jì)算每個(gè)位置的軟骨厚度,。每個(gè)位置的瞬時(shí)模量是通過(guò)將載荷-位移曲線（相應(yīng)的厚度