应用领域	医疗卫生,环保,生物产业

材料多种力特性测试分析系统

多功能组织材料生物力学特性、电位分布测试分析表征系统
-多载荷多物理场耦合微观力学性能原位测试系统

该系统是加拿大Biomomentum重点推荐的在体离体多功能、多轴向、多尺度、多材料的力-电特性测试分析仪，该系统集成各种力学测定、力电耦合测定, 能对各种组织材料进行机械刺激和表征测定。允许表征的机械性能。1000+篇文献，30年+发展历史，同济大学、青岛大学、上海交通大学等成功使用。是组织、材料，力-电特性、多物理场耦合，测试分析的金标准。

该系统是仅有的一款?？榛筛髦至ρР馐院土Φ珩詈戏植疾馐缘墓ぞ?，可以进行不规则表面3D压痕mapping测试、3D表面轮廓mapping测试、3D厚度mapping测试、活体压缩同时进行电位特性测试、侧限与无限压缩测试、张力测试、剪切测试、摩擦测试、扭转测试、穿刺测试、剥离测试的综合性机-电特性测试分析平台。

材料多种力特性测试分析系统 力学全面指标测定仪

特点

1、支持在体、离体两种模式：手持式在体压电测试、气囊式在体测试或常规台式离体模式。
2、机械力、电位等全面的测试指标：不规则表面3D压痕mapping、3D表面轮廓mapping、3D厚度mapping、活体电位特性、侧限与无限压缩、张力、剪切、摩擦、扭转、穿刺、挠曲弯曲、三点弯曲、四点弯曲、剥离等各种力学特性测试。
3、多种力-电物理场耦合：不规则表面压痕同时厚度测试、电位活组织压缩同时电位测试、拉扭耦合、拉压扭耦合、拉伸剪切耦合、压缩剪切耦合等。
4、多尺度组织材料测试：

压痕模量范围：3Pa-670G帕

可测定材料组织范围广：3从极硬骨等到超软脑组织、眼角膜等，从粗大椎间盘等大样品到极细纤维丝的跨尺度测试。

位移分辨率达0.1um

力分辨率达0.025mN

大力 250N

行程范围广：50-250mm

体积小巧、可放入培养箱内

5、多轴向全角度测试 :X轴、Y轴、Z轴、扭转轴（L型扭转、U型扭转、360度扭转），行程大250mm，分辨率低至100nm。
6、仅有的各种力电类型特性测试的金标准系统：全面的测试技术服务、根据良好的实验室实践和GLP提供准确的数据分析报告。
7、高分辨率位移和力精准度测试分析：移分辨率达0.1微米、力分辨率达0.025毫牛。
8、多轴向多功能多材料高通量压痕测试分析:

◆样品范围广：极软脑组织泡沫到陶瓷、金属

◆模量范围广3pa到670Gpa

◆无需表面平坦，可在不规则表面压痕（刚度、硬度、厚度、表面轮廓等测试）

◆压痕不要求压缩轴垂直于样品表面对齐

◆可?？榛啥嘀嵯蚨喙δ芏嗖牧希嚎杉?D轮廓表面形貌表征、拉伸、压缩、三弯曲、四点弯曲、扭力、剪切、摩擦磨损、电特性等各种力电多物理场测试。

◆压痕同时可测量厚度信息

◆红宝石压头，坚固不易断,使用成本低

◆样品不需要从组织中收集

◆组织的破坏小

◆维持被测材料的机械环境及其与周围材料的相互作用

◆自动mapping

◆亚微米分辨率

◆一台仪器即可进行从纳米到宏观尺度的压痕
◆从小位移（几纳米）到大位移（大50mm）的压痕
◆大载荷范围（从0.025mN 到 250N）以满足样品特性的要求
◆大载荷范围对测量粗糙表面尤为有用
◆可以在将样品浸入溶液中的情况下进行
9、基于第哎C的的非接触式全场应变动态测量-数字图像相关测试：具有非接触性、应用广泛、精度较高、全场测量、数据采集简单、测量环境要求不高、易于实现自动化等优点，可以测量微米甚至纳米的变形,应用于组织材料力学、断裂力学、微观纳米应变测量、各种新型材料测量等。
10、上千篇文献，30多年历史，产品成熟无风险。
该微观力学测试分析与培养系统初该系统为软骨力学性能检测所研发，此后集成了多种配置以满足更多生物组织和软质材料力学性能的测量和评估。该仪器的*性能特点--?？榛杓?，简易操作平台，面向用户设计，广泛应用于生物材料检测，高分子材料检测以及数字教学等领域，产品得到了业界广泛的认可和推广。该系统
相比于传统的大型力学测试系统，该微观力学测试系统总体较小，可以实现桌面化的操作流程，操作过程简便。该系统测试方法面，是多样化的材料力学表征工具，是科学家、工程师和其他各领域用户的佳选择。在动态力学分析、薄膜、复合物、聚合物、生物产品、医学鉴定和水凝胶等领域都有广泛应用。

典型测试材料：

使用压痕映射识别整个关节表面的早期退化（OA 样）区域
关节炎和软骨研究中目前未满足的需求是对整个关节软骨表面进行定量和非破坏性的离体功能评估。本研究的目的是研究一种新型自动化技术在压痕中表征整个关节表面的机械性能的能力，以便快速区分退化和健康的关节软骨。
方法
样本
从 RTI Surgical, FL 获得来自 8 个人类股骨远端的完整关节表面。将关节表面连接到充满 PBS 并配备有摄像头配准系统（1 mm 配准分辨率）的测试室。位置网格叠加在样品的图像上（图 2）。使用 ICRS 系统对关节表面进行视觉分级：
ICRS 0（视觉正常，图像 4 和 5 中的圈外区域）
ICRS > 0（视觉异常，在图像 4 和 5 中的圆圈区域内）
自动缩进映射
用于这种新的自动压痕技术的球形压头（半径 = 3 mm）。
多轴称重传感器使用 Fx、Fy 和 Fz 来计算法向力。
3 轴机械测试仪 (Mach-1 v500css) 同时使用 3 个位移分量，根据测量的表面方向执行垂直位移。
在每个位置执行的步骤：
1) 在预定位置测量接触坐标
2）测量周围4个位置的接触坐标
3) 使用接触坐标计算表面方向
4) 进行垂直压痕并测量法向力

自动厚度映射
针式探针取代了球形压头。
称重传感器使用 Fz 来计算力（图 3）。
厚度测量使用针刺技术。
在整个关节表面上绘制软骨垂直距离。
使用先前获得的表面取向计算软骨厚度。
厚度 = 垂直距离 x 余弦（表面方向）
瞬时模量计算

通过将载荷-位移曲线（具有相应的厚度）拟合到压痕中的弹性模型来获得每个位置的瞬时模量。
结果
这些映射揭示了同一供体的左右关节的空间相关和对称的厚度模式（图 4）和瞬时模量（图 5）。使用单向方差分析 (ANOVA)，发现供体之间的厚度和瞬时模量分布存在显着差异（两者 p < 0.0001），而每对供体之间没有显着差异（两者 p > 0.1 ）。获得的厚度值与先前报道的人股骨软骨数据一致。
厚度映射比瞬时模量映射更均匀，并且厚度模式与异常软骨的视觉评估无关（ICRS > 0）（图 4）。瞬时模量，在整个表面的压痕中测量，识别和量化视觉识别的异常区域，并显示通常扩展视觉病变边界的退化模式（图 5）。这些区域显示出比测量的平均瞬时模量低得多的瞬时模量（0.2 和 3 MPa 之间，图 5 中的蓝绿色区域）。除去样品制备时间，每对厚度和压痕图的获取需要1分钟/位置的机器时间和30分钟/对数据后处理的接头。
结论
与传统生物力学测试通常需要的（即单个样品采集、样品表面垂直于压缩轴的视觉定向、样品保存导致可能的机械改变）相比，该技术不需要昂贵且耗时的干预，从而大大减少了测量误差的来源，并允许对整个关节表面进行高分辨率映射。这项研究的结果清楚地证明了这种新型自动压痕技术能够快速、客观和无损地绘制整个关节表面的生物力学特性并识别退化区域。