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

多功能用途微尺度力學(xué)性質(zhì)測試系統(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(shí)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(tái)。

多功能用途微尺度力學(xué)性質(zhì)測試系統(tǒng)

力學(xué)性質(zhì)綜合表征分析

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(tái)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(shí)厚度測試、電位活組織壓縮同時(shí)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(shí)驗(yàn)室實(shí)踐和GLP提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析報(bào)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(shí)可測量厚度信息

◆紅寶石壓頭，堅(jiān)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(dòng)mapping

◆亞微米分辨率

◆一臺(tái)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(dòng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(xiǎn)。
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(jì)，簡易操作平臺(tái)，面向用戶設(shè)計(jì)，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(shí)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(dòng)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：

甲基丙烯酸酯改性的金納米粒子可實(shí)現(xiàn)光交聯(lián)水凝膠支架的非侵入性監(jiān)測

Lan Li、Carmen J. Gil、Tyler A. Finamore、Connor J. Evans、Martin L. Tomov、Liqun Ning、Andrea Theus、Gabriella Kabboul、Vahid Serpooshan 和 Ryan K. Roeder

bioRxiv，預(yù)印本，發(fā)布時(shí)間：2022 年 1 月 28 日 doi：https://doi.org/10.1101/2022.01.26.477960

抽象的

光交聯(lián)水凝膠，如甲基丙烯酸酯改性明膠 (gelMA) 和透明質(zhì)酸 (HAMA)，被廣泛用作組織工程支架和/或藥物輸送載體，但缺乏合適的方法用于無創(chuàng)、縱向監(jiān)測手術(shù)放置、生物降解, 和藥物釋放。因此，我們開發(fā)了一種新型的可光聚合 X 射線造影劑，甲基丙烯酸酯改性的金納米粒子 (AuMA NPs)，以在光交聯(lián)和非侵入性監(jiān)測期間一步實(shí)現(xiàn)與甲基丙烯酸酯改性的水凝膠 (gelMA 和 HAMA) 的共價(jià)連接。 X 射線微計(jì)算機(jī)斷層掃描 (micro-CT)。隨著金納米粒子濃度的增加，水凝膠的 X 射線衰減呈線性增加，從而能夠通過對比增強(qiáng)微 CT 進(jìn)行定量成像。在體外，產(chǎn)生的結(jié)果與通過光譜和重量分析同時(shí)進(jìn)行的測量結(jié)果一致。重要的是，與單獨(dú)的 gelMA 相比，AuMA NPs 不會(huì)破壞水凝膠網(wǎng)絡(luò)、流變學(xué)、機(jī)械性能和水解穩(wěn)定性。因此，GelMA-Au NP 水凝膠能夠被生物打印成明確的三維結(jié)構(gòu)，支持內(nèi)皮細(xì)胞的活力和生長?？傮w而言，AuMA NPs 能夠制備具有可調(diào) X 射線對比度的傳統(tǒng)光聚合水凝膠和生物打印支架，用于通過 micro-CT 對放置、降解和 NP 釋放進(jìn)行無創(chuàng)、縱向監(jiān)測。

機(jī)械性能

通過空氣擠壓生物打印制備的立方體 gelMA 和 gelMA-Au NP 支架（5 × 5 × 2.5 mm3）的宏觀和微觀（鏈級）機(jī)械性能分別通過無側(cè)限單軸壓縮和顯微壓痕測量。使用微機(jī)械測試儀器（Mach-1，Biomomentum）以 0.02 mm/s 的位移速率將腳手架加載到無側(cè)限單軸壓縮至 50% 應(yīng)變。壓縮模量使用線性小二乘回歸計(jì)算為應(yīng)力應(yīng)變曲線在 10-20% 應(yīng)變上的斜率。對于顯微壓痕，支架用直徑為 500 m 的探針以 2 m/s 的位移速率加載到 100 m 深度的同一儀器上。降低的彈性模量通過 Oliver-Pharr 方法使用卸載剛度計(jì)算，該卸載剛度是通過線性小二乘回歸從卸載力-位移曲線的初始 10-20% 測量的。對于每個(gè)測試，三個(gè) gelMA 樣品重復(fù)每組測量了四個(gè)gelMA-Au NP樣品重復(fù)。

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