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

材料微觀力綜合測定儀

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(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。

材料微觀力綜合測定儀 力學(xué)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(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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析報告。
7、高分辨率位移和力精準(zhǔn)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(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：

動物研究中關(guān)節(jié)軟骨機械特性空間分布的相關(guān)性
為了評估軟骨治療的效果，需要選擇合適的對照部位。然而，在所有健康關(guān)節(jié)中都存在機械性能的自然空間分布的關(guān)節(jié)表面中，為控制部位找到正確的位置非常具有挑戰(zhàn)性。本研究的目的是評估在軟骨修復(fù)動物模型中考慮正常關(guān)節(jié)軟骨機械性能的空間分布的重要性，特別是厚度和瞬時模量的分布。

樣品
骨骼成熟的動物
左右關(guān)節(jié)
視覺正常的關(guān)節(jié)面：
- 脛骨平臺
- 股骨髁
相機注冊系統(tǒng)
將關(guān)節(jié)表面連接到充滿 PBS 并配備有攝像頭注冊系統(tǒng)的測試室。
位置網(wǎng)格疊加在樣品的圖像上（圖 1）。
像素被轉(zhuǎn)換為用于自動表面映射的公制坐標(biāo)。
自動壓痕
在每個位置，通過基于表面方向同時移動 3 個位移組件（電動平臺）（圖 2）來執(zhí)行垂直壓痕，并使用放置在多軸稱重傳感器。

自動厚度測量
球形壓頭更換為針式探針 (26G)。
通過將軟骨表面向下穿透到軟骨下界面獲得厚度。
軟骨面對應(yīng)力開始增加的位置，力急劇增加的軟骨下界面，垂直厚度為差值。（圖3）
厚度=垂直厚度x余弦（表面方向）
瞬時模量的提取
通過使用測量的厚度將載荷-位移曲線擬合到壓痕中的彈性模型來獲得每個位置的瞬時模量。（圖4）
結(jié)果
厚度和瞬時模量的空間分布（圖 5）顯示股骨髁和脛骨平臺的內(nèi)側(cè)和外側(cè)投影存在很大差異。對于所有三個物種都可以觀察到這種趨勢。在半月板覆蓋的區(qū)域軟骨更薄更硬，而在表面的其余部分則觀察到更厚更軟的軟骨。

測得的厚度與文獻中報道的一致。測得的瞬時模量映射顯示出與之前觀察到的較大物種膝關(guān)節(jié)相似的分布模式，半月板覆蓋的區(qū)域軟骨更硬，表明與承重和運動學(xué)有關(guān)。
結(jié)論
軟骨厚度和瞬時模量可以在僅占關(guān)節(jié)面總寬度 5% 的距離內(nèi)變化高達 10 倍。這些厚度和模量圖清楚地表明，處理和未處理的軟骨之間的任何差異都可能與自然地形變異性混淆，而不是由于處理本身。通過在選擇對照和治療部位時考慮軟骨特性的空間分布，可以更容易地辨別治療效果。