MACH-1多功能軟骨力學測試儀器特點簡述      

--Mach-1適用樣品范圍廣泛，從骨等硬組織材料到腦組織、眼角膜等極軟的組織材料，從粗的椎間盤的樣品到極細的單纖維絲。能對生物組織、聚合物、凝膠、生物材料等不規(guī)則表面樣品，進行精密可靠的3D力學測量和表征。

--MACH-1是一款集成張力、無限壓縮、有限壓縮、剪切、摩擦、3D 壓痕映射（可不規(guī)則表面）、2D輪廓、3D輪廓映射（可不規(guī)則表 面）、3D厚度映射、扭轉(zhuǎn)、三點彎曲、四點彎曲、懸臂折彎、穿刺 力、撕裂、斷裂、粘性(粘合劑）、爆破力、剝離力、沖擊力、注射 壓力和吸力、腫脹和收縮、搭接剪切力等各種力學類型、機-電測試 (壓縮同時測量電位)及多種力偶聯(lián)的多功能生物組織材料微觀力學 和電位特性測試分析裝置。

--可表征的機械性能包括剛度、強度、模量、粘彈性、塑性、硬度、附著力、扭轉(zhuǎn)力和位移等。

--可進行高通量壓痕、壓縮測試分析（48孔板中壓痕測試分析）

--可進行動態(tài)、靜態(tài)多模態(tài)測試分析

--儀器體積小巧、可放入培養(yǎng)箱內(nèi)

--結(jié)合DIC （Digital Image Correlation)數(shù)字圖像技術(shù)實現(xiàn)成像分析

--產(chǎn)品成熟，20多年來，與本產(chǎn)品相關(guān)的國際重要期刊發(fā)表的文獻量達上千篇

--Mach-1測量精度能滿足大多數(shù)微觀力學測試的需求：

***選配軸可以為X,Y,Z以及T軸（扭轉(zhuǎn)）

***測試位移精度0.1um

***測力范圍0-250N

***小的傳感器分辨力可達0.005mN.

***工作臺行程可達250mm

關(guān)于3D壓痕：壓痕通常要求測試表面是平坦的，并且還需要壓縮軸施加的力垂直于試樣表面。Mach-1多功能3D壓痕儀的法向壓痕使用球形壓頭，通過壓頭接觸測量點四周的位置，可精準檢測測量點位置表面的XY高度和方向，并記錄負載（使用多軸力學傳感器），同時以不同速度移動測試儀的3個臺面，使球形壓頭相對沿著垂直于樣品表面的虛軸移動。利用Mach-1的多軸功能，可以在不破壞樣本的情況下直接對表面多個測量點位進行壓痕測量。與數(shù)字圖像技術(shù)結(jié)合之后，只需要設(shè)置好測量的點陣，儀器會自動進行全部位置的測量。

3D壓痕測試舉例：（以小鼠膝關(guān)節(jié)脛骨坪為例）

1，按照Mapping Toolbox user選好固定用的樣品架，將整個關(guān)節(jié)樣品整體固定在樣品架上并置于測試室。

2，手動將測試室連接到Mach-1上。進行此操作時，定位測試室/樣品，以大限度地擴大樣品上的可用X-Y移動范圍（通常，X方向的移動范圍是Y方向的兩倍）。

3，圖像應用：相機掃描樣品，導入軟件，并在圖像上建立測試點位的位置網(wǎng)格。

4，朝表面降低球形壓頭（Z軸），直到壓頭表面剛好在試樣表面高點上方約2 mm處。將Z位置設(shè)置為零。建議移動水平工作臺（使用手動控制），以驗證壓頭不能接觸XY移動區(qū)域內(nèi)的所有樣品表面，否則可能損壞傳感器壓頭。

5，此時可通過軟件在電腦中創(chuàng)建相關(guān)的文件，XYZ軸坐標零點，測試頻率等參數(shù)。

使用Mapping Toolbox相關(guān)協(xié)議（文件名、樣本夾類型、映射尺寸標注方法、曲面定位模板和定位網(wǎng)格），創(chuàng)建空白“filename.map"文件?！癋ilename.jpg"的圖片也會自動創(chuàng)建。然后按照Mapping Toolbox的方法對圖像進行尺寸標注；創(chuàng)建“Filename-Indentation-Mach-1 XY Positions（i）.map"文件。

6，如果需要浴液，用足夠的PBS溶液填充試驗室，以覆蓋樣品的高點至少1厘米，并至少留出15分鐘進行平衡。

7，使用手動控制的“零負載"功能執(zhí)行零負載。

8，所有參數(shù)和文件都設(shè)置完畢后，電腦中電機執(zhí)行壓痕測試，球形壓頭會根據(jù)圖像網(wǎng)格和設(shè)置進行自動測試，所有網(wǎng)格點位測試完畢后測試結(jié)束。

9，如果樣品過大，可以移動XY軸后，重新定位測試區(qū)域，結(jié)果和重定位前的疊加即可。

10，數(shù)據(jù)分析，可以根據(jù)測量的結(jié)果和壓痕數(shù)據(jù)，得到整個脛骨坪表面的的硬度分布和彈性數(shù)據(jù)，并繪制出帶顏色的硬度分布圖。

其他生物支架材料的案例：
1，Comparative study on complexes formed by chitosan and different polyanions: Potential of chitosan-pectin biomaterials as scaffolds in tissue engineering

殼聚糖與不同聚陰離子形成配合物的比較研究：殼聚糖-果膠生物材料在組織工程中的支架應用潛力
2，The Verification of the Mechanical Properties of Binder Jetting Manufactured Parts by Instrumented Indentation Testing
用儀器壓痕試驗驗證粘結(jié)劑噴射制造件的力學性能

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