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(cè)定儀

多功能組織材料生物力學(xué)特性、電位分布測(cè)試分析表征系統(tǒng)
-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)

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(cè)試分析儀，該系統(tǒng)集成各種力學(xué)測(cè)定、力電耦合測(cè)定, 能對(duì)各種組織材料進(jìn)行機(jī)械刺激和表征測(cè)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(chǎng)耦合，測(cè)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(cè)試和力電耦合分布測(cè)試的工具，可以進(jìn)行不規(guī)則表面3D壓痕mapping測(cè)試、3D表面輪廓mapping測(cè)試、3D厚度mapping測(cè)試、活體壓縮同時(shí)進(jìn)行電位特性測(cè)試、側(cè)限與無(wú)限壓縮測(cè)試、張力測(cè)試、剪切測(cè)試、摩擦測(cè)試、扭轉(zhuǎn)測(cè)試、穿刺測(cè)試、剝離測(cè)試的綜合性機(jī)-電特性測(cè)試分析平臺(tái)。

材料微觀力綜合測(cè)定儀 力學(xué)特性綜合表征分析

特點(diǎn)

1、支持在體、離體兩種模式：手持式在體壓電測(cè)試、氣囊式在體測(cè)試或常規(guī)臺(tái)式離體模式。
2、機(jī)械力、電位等全面的測(cè)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(wú)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(cè)試。
3、多種力-電物理場(chǎng)耦合：不規(guī)則表面壓痕同時(shí)厚度測(cè)試、電位活組織壓縮同時(shí)電位測(cè)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(cè)試：

壓痕模量范圍：3Pa-670G帕

可測(cè)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(pán)等大樣品到極細(xì)纖維絲的跨尺度測(cè)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(cè)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(lèi)型特性測(cè)試的金標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)：全面的測(cè)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(cè)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(cè)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(wú)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(cè)試）

◆壓痕不要求壓縮軸垂直于樣品表面對(duì)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(chǎng)測(cè)試。

◆壓痕同時(shí)可測(cè)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(cè)材料的機(jī)械環(huán)境及其與周?chē)牧系南嗷プ饔?/strong>

◆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(mǎn)足樣品特性的要求
◆大載荷范圍對(duì)測(cè)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(chǎng)應(yīng)變動(dòng)態(tài)測(cè)量-數(shù)字圖像相關(guān)測(cè)試：具有非接觸性、應(yīng)用廣泛、精度較高、全場(chǎng)測(cè)量、數(shù)據(jù)采集簡(jiǎn)單、測(cè)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(cè)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(cè)量、各種新型材料測(cè)量等。
10、上千篇文獻(xiàn)，30多年歷史，產(chǎn)品成熟無(wú)風(fēng)險(xiǎn)。
該微觀力學(xué)測(cè)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(cè)所研發(fā)，此后集成了多種配置以滿(mǎn)足更多生物組織和軟質(zhì)材料力學(xué)性能的測(cè)量和評(píng)估。該儀器的*性能特點(diǎn)--模塊化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)易操作平臺(tái)，面向用戶(hù)設(shè)計(jì)，廣泛應(yīng)用于生物材料檢測(cè)，高分子材料檢測(cè)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(cè)試系統(tǒng)，該微觀力學(xué)測(cè)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(guò)程簡(jiǎn)便。該系統(tǒng)測(cè)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(hù)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(cè)試材料：

動(dòng)物研究中關(guān)節(jié)軟骨機(jī)械特性空間分布的相關(guān)性
為了評(píng)估軟骨治療的效果，需要選擇合適的對(duì)照部位。然而，在所有健康關(guān)節(jié)中都存在機(jī)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(píng)估在軟骨修復(fù)動(dòng)物模型中考慮正常關(guān)節(jié)軟骨機(jī)械性能的空間分布的重要性，特別是厚度和瞬時(shí)模量的分布。

樣品
骨骼成熟的動(dòng)物
左右關(guān)節(jié)
視覺(jué)正常的關(guān)節(jié)面：
- 脛骨平臺(tái)
- 股骨髁
相機(jī)注冊(cè)系統(tǒng)
將關(guān)節(jié)表面連接到充滿(mǎn) PBS 并配備有攝像頭注冊(cè)系統(tǒng)的測(cè)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(dòng)表面映射的公制坐標(biāo)。
自動(dòng)壓痕
在每個(gè)位置，通過(guò)基于表面方向同時(shí)移動(dòng) 3 個(gè)位移組件（電動(dòng)平臺(tái)）（圖 2）來(lái)執(zhí)行垂直壓痕，并使用放置在多軸稱(chēng)重傳感器。

自動(dòng)厚度測(cè)量
球形壓頭更換為針式探針 (26G)。
通過(guò)將軟骨表面向下穿透到軟骨下界面獲得厚度。
軟骨面對(duì)應(yīng)力開(kāi)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(shí)模量的提取
通過(guò)使用測(cè)量的厚度將載荷-位移曲線(xiàn)擬合到壓痕中的彈性模型來(lái)獲得每個(gè)位置的瞬時(shí)模量。（圖4）
結(jié)果
厚度和瞬時(shí)模量的空間分布（圖 5）顯示股骨髁和脛骨平臺(tái)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)投影存在很大差異。對(duì)于所有三個(gè)物種都可以觀察到這種趨勢(shì)。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(cè)得的厚度與文獻(xiàn)中報(bào)道的一致。測(cè)得的瞬時(shí)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(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)。
結(jié)論
軟骨厚度和瞬時(shí)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(dá) 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(guò)在選擇對(duì)照和治療部位時(shí)考慮軟骨特性的空間分布，可以更容易地辨別治療效果。