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初級(jí)會(huì)員 | 第3年

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動(dòng)態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

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產(chǎn)品型號(hào)Biomomentum mach-1

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動(dòng)態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
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。


動(dòng)態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

動(dòng)態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)    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


動(dòng)態(tài)軸向載荷破壞了離體環(huán)模型中關(guān)節(jié)炎人類(lèi)關(guān)節(jié)軟骨和合成組織工程支架的橫向整合
Mintz BR、Papaliodis D、Jordan S、Leonard G、Mulligan M 和 Cooper JA
2015 年拉斯維加斯骨科研究學(xué)會(huì)年會(huì),摘要 0390
簡(jiǎn)介: 常見(jiàn)的外科的手術(shù)包括鑲嵌成形術(shù)、微骨折和自體軟骨細(xì)胞植入以促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨再生,這些程序依賴(lài)于新放置的組織和周?chē)烊卉浌侵g的適當(dāng)整合,以提供能夠減少關(guān)節(jié)過(guò)程中的剪切和抵抗軸向載荷的修復(fù)。有多種術(shù)后方案,包括固定和限制負(fù)重。為了更好地了解組織工程植入物引入后組織對(duì)載荷的反應(yīng),我們開(kāi)發(fā)了一種新型的體外實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)由橫向整合環(huán)結(jié)構(gòu)和軸向載荷多室生物反應(yīng)器組成。

方法:取自全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)患者股骨髁承重區(qū)的關(guān)節(jié)炎人體軟骨。樣品按照奧爾巴尼醫(yī)學(xué)中心和倫斯勒理工學(xué)院 IRB 委員會(huì)批準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行處理。使用前將組織保存在 4°C 的鹽水中。
靜態(tài)(未加載)對(duì)照樣品在具有軟骨細(xì)胞生長(zhǎng)培養(yǎng)基的多孔板中于 37°C 培養(yǎng)。接受動(dòng)態(tài)刺激的樣品被加載到生物反應(yīng)器中。與其通過(guò)施加負(fù)載來(lái)追求促進(jìn)佳軟骨細(xì)胞表型,不如選擇一種生理相關(guān)的方案,即 1 Hz 時(shí)的 10% 應(yīng)變。這些值對(duì)應(yīng)于先前研究中使用的峰值生理應(yīng)變估計(jì)值,其中包含生理負(fù)荷水平以及正常步態(tài)周期的步行步幅的平均頻率 [2]。將這些樣品暴露于正弦軸向載荷下進(jìn)行 6 次循環(huán),即每天運(yùn)動(dòng) 1 小時(shí),休息 1 小時(shí),共 12 小時(shí)。生物反應(yīng)器 (MACH-1, Biomomentum, Laval, QC) *封閉在保持在 37°C 的培養(yǎng)箱中。
推出測(cè)試用于幫助量化樣品中橫向整合中的鍵強(qiáng)度。在推出測(cè)試期間,柱塞以 10 米/秒的速度下降,直到中心塞*從外環(huán)上移開(kāi)。將所得的峰值力在整個(gè)界面區(qū)域進(jìn)行歸一化,以計(jì)算界面強(qiáng)度。零天對(duì)照樣品用于建立基線,以評(píng)估新組織生長(zhǎng)僅對(duì)界面強(qiáng)度的影響,方法是在推出過(guò)程中隔離和減去塞子和環(huán)之間產(chǎn)生的摩擦力。(圖 1B)在培養(yǎng) 1、4 和 6 周后(圖 1A)計(jì)算樣品的原始界面強(qiáng)度,并從第 0 天控制中減去(圖 1C)。
評(píng)估組織學(xué)樣品在橫向整合界面處的生物活性的視覺(jué)證據(jù)。處理后,使用 HM505E 低溫恒溫器(Microm. Walldorf,Germany)在 -20 oC 下獲得 12 µm 橫截面樣品,顯示中心塞和外環(huán)之間的整合區(qū)。在橫截面上取組織切片以突出中心塞和外環(huán)之間的界面空間。第 1、4 和 6 周的樣品用 H&E 和阿爾新藍(lán)染色。

結(jié)果:推出測(cè)試結(jié)果顯示支架和組織樣品之間的界面強(qiáng)度存在差異。在所有時(shí)間點(diǎn) (圖 1 B, C), 支架樣品具有顯著 (P < 0.01) 比組織樣品更高的推出強(qiáng)度。靜態(tài)樣品占有顯著(p.05)(圖1)。

討論:本項(xiàng)目中使用的支架和組織樣品之間界面強(qiáng)度的顯著差異可能是由于支架的壓配合性質(zhì)以及在組織學(xué)上觀察到的生物活性。PCL 樣品必須壓入周?chē)M織,以確保界面區(qū)域的間隙小。這導(dǎo)致支架和組織環(huán)之間的反作用力增加了摩擦力,從而增加了使支架移位的大推出強(qiáng)度。由于這種差異,可以在減去對(duì)照的條形圖中找到由于新組織形成而產(chǎn)生的界面強(qiáng)度的更好視覺(jué)表示。(圖 1C)
從靜態(tài)樣本到動(dòng)態(tài)樣本的推出強(qiáng)度的降低與早期在體外培養(yǎng)的牛組織整合的機(jī)械測(cè)試中獲得的數(shù)據(jù)一致,并且體內(nèi)研究表明加載可能對(duì)關(guān)節(jié)軟骨的橫向整合有害。 [3 ] 與未來(lái)研究相關(guān)的一種潛在機(jī)制是組織/組織工程支架的相對(duì)面之間的微運(yùn)動(dòng)潛力。
嵌入關(guān)節(jié)炎組織中的軟骨細(xì)胞看起來(lái)很大(直徑約 30 µm)并且在形態(tài)上相當(dāng)肥大,與中晚期 OA 的外觀一致。 [4] 在所有三個(gè)時(shí)間點(diǎn)觀察到軟骨細(xì)胞襯在 PCL/HA 支架的大孔壁上。雖然表明與支架的正附著,但這種形態(tài)與先前對(duì) PCL 支架上單層去分化軟骨細(xì)胞的研究一致,這表明接種的單層培養(yǎng)細(xì)胞之間缺乏再分化。[5]
意義:這項(xiàng)工作將循環(huán)軸向裝載與人體組織和組織工程支架材料的培養(yǎng)相結(jié)合,以確定負(fù)載對(duì)橫向整合的影響。本研究的主要發(fā)現(xiàn)可能有助于指導(dǎo)未來(lái)的體內(nèi)工作,以研究術(shù)后手術(shù)方案,包括膝關(guān)節(jié)再生修復(fù)后負(fù)重限制的實(shí)施和持續(xù)時(shí)間。






































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































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