| 應用領域 |
醫(yī)療衛(wèi)生,環(huán)保,生物產(chǎn)業(yè) |
平面剪切剪切模量和剪切強度測試儀
Biomomentum 品牌的mach-1 型號的多功能微觀生物力學測試分析系統(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試的一體化微觀力學測試裝置。能對生物組織、聚合物、凝膠、生物材料、膠囊、粘合劑和食品進行精密可靠的機械刺激和表征。
平面剪切剪切模量和剪切強度測試儀
平面剪切剪切模量和剪切強度測試儀 動態(tài)力學測量儀
ANICAL ANALYSIS
-多載荷多物理場耦合微觀力學性能原位測試系統(tǒng)
Biomomentum 品牌的mach-1 型號的多功能微觀生物力學測試分析系統(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試的一體化微觀力學測試裝置。能對生物組織、聚合物、凝膠、生物材料、膠囊、粘合劑和食品進行精密可靠的機械刺激和表征。允許表征的機械性能包括剛度、強度、模量、粘彈性、塑性、硬度、附著力、腫脹和松弛位移控制運動，
該系統(tǒng)可以做具有動態(tài)機械特性測試分析功能，可以通過高分辨率的軸向（拉伸/壓縮）或剪切（平面或扭轉(zhuǎn)）組織材料的動態(tài)力學特性測試分析。 這些特性通常用具有存儲和損耗模量分量的復數(shù)動態(tài)模量表示。 儲能模量可以與材料的剛度相關聯(lián)，而損耗模量與通過塑性變形，內(nèi)部摩擦，相對分子運動，弛豫過程，相變，形態(tài)變化等導致的樣品內(nèi)能量的損失相關。 動態(tài)特性提供了分子水平的信息，以了解材料的機械性能。 動態(tài)機械性能的評估對于表征非彈性性能（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試的一體化微觀力學測試裝置。能對生物組織、聚合物、凝膠、生物材料、膠囊、粘合劑和食品進行精密可靠的機械刺激和表征。允許表征的機械性能包括剛度、強度、模量、粘彈性、塑性、硬度、附著力、腫脹和松弛位移控制運動。
特點
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、從粗椎間盤的樣品到j細纖維絲
2、通高量壓痕測試分析
2.1、三維法向壓痕映射非平面樣品整個表面的力學特性
2.2、48孔板中壓痕測試分析
3、力學類型測試分析功能齊
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厚度等各種力學類型支持,微觀結(jié)構(gòu)表征及動態(tài)力學分析研究
4、高分辨率:
4.1、位移分辨率達0.1um
4.2、力分辨率 達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試分析
10、產(chǎn)品成熟，文獻量達 上千篇
典型測試材料：
氦離子輻射對骨材料性質(zhì)的影響
Patricia K. Thomas、Lindsay K. Sullivan、Gary H. Dick
無損機電探針 (Arthro-BST) 評估與人體膝關節(jié)組織學評分、生化成分和機械性能的相關性
Sim S、Chevrier A、Quenneville E、Garon M 和 Buschmann MD
第 60 屆骨科研究學會年會匯刊，新奧爾良，洛杉磯，美國，海報 0439，2014
介紹：組織學評分、生化分析和生物力學測試（無限制壓縮）通常被視為關節(jié)軟骨的黃金標準表征，但在需要完整完整關節(jié)軟骨表面表征的動物和人類研究中可能存在主要缺點。特別是，組織學、生化和機械測試涉及樣品的破壞性處理，并不代表整個關節(jié)表面，需要大量時間才能完成。本研究的目的是將使用手持機電設備 (Arthro-BSTTM) 獲得的測量結(jié)果關聯(lián)起來，該設備以非破壞性方式將軟骨的機電特性映射到整個表面，與組織學、
方法：先使用 Arthro-BST 在整個關節(jié)表面上手動繪制機電特性（每平方厘米 4 次測量，每個部位 1 次測量，每個關節(jié) 30 分鐘）。當流動電位總和達到 100 mV 時，該設備計算與與軟骨接觸的微電極數(shù)量相對應的軟骨機電活動的定量參數(shù) (QP)。高 QP 表明機電性能較弱，反之亦然。根據(jù) ICRS 病變分級系統(tǒng)對關節(jié)面進行分級，從正常和病變區(qū)域共收獲 156 個骨軟骨核心。Safranin O-Fast Green 染色石蠟切片 3 使用 Mankin 組織學-組織化學分級系統(tǒng) 4 進行評分。從那些核心，50 在無側(cè)限壓縮中進行了測試，以獲得組織處理前的原纖維模量 (Ef)、平衡模量 (Em) 和滲透性 (k)。此外，用偏光顯微鏡 (PLM) 定性評分系統(tǒng)分析了 64 個核心，該系統(tǒng)對關節(jié)軟骨的分層膠原結(jié)構(gòu)進行評分。對 48 個核心進行生化分析，以獲得水含量、糖胺聚糖含量、細胞數(shù)量和膠原蛋白含量。使用相機配準系統(tǒng)識別每個關節(jié)表面的核心位置，并將對應于核心部位的 Arthro-BST 機電 QP 計算為距離核心中心位置 6 mm 內(nèi)測量的所有 QP 的平均值。使用偏振光顯微鏡 (PLM) 定性評分系統(tǒng)分析了 64 個核心，該系統(tǒng)對關節(jié)軟骨的分層膠原結(jié)構(gòu)進行評分。對 48 個核心進行生化分析，以獲得水含量、糖胺聚糖含量、細胞數(shù)量和膠原蛋白含量。使用相機配準系統(tǒng)識別每個關節(jié)表面的核心位置，并將對應于核心部位的 Arthro-BST 機電 QP 計算為距離核心中心位置 6 mm 內(nèi)測量的所有 QP 的平均值。使用偏振光顯微鏡 (PLM) 定性評分系統(tǒng)分析了 64 個核心，該系統(tǒng)對關節(jié)軟骨的分層膠原結(jié)構(gòu)進行評分。對 48 個核心進行生化分析，以獲得水含量、糖胺聚糖含量、細胞數(shù)量和膠原蛋白含量。使用相機配準系統(tǒng)識別每個關節(jié)表面的核心位置，并將對應于核心部位的 Arthro-BST 機電 QP 計算為距離核心中心位置 6 mm 內(nèi)測量的所有 QP 的平均值。
結(jié)果：為了評估機電 QP 與總 Mankin 評分（0（正常）到 14（*退化））的相關性，先將核心分為三個 Mankin 評分組（0-2、3-5 和 6-14）。對于組（0-2），組織切片是正常的。對于中間組（3-5），淺層區(qū)的番紅 O 染色減少和結(jié)構(gòu)改變很明顯。對于退化組（6-14）觀察到裂縫和減少的番紅O染色（圖1c）。同樣，通過 PLM 膠原蛋白評分（0 級（*退化）到 5 級（正常））評估的核心分為兩組：PLM 評分 3-5 樣本（圖 1d）被分層為淺表、過渡、徑向區(qū)域，如正常軟骨和 PLM 評分 0-2 樣本（圖 1e）不存在 3 個區(qū)域。使用線性回歸和單向方差分析 (ANOVA)，發(fā)現(xiàn)機電 QP 和 Mankin 評分之間存在正相關（R2=0.55，p < 0.001；圖 2a），而 QP 和 PLM 評分之間存在負相關（R2=0.50，p < 0.001；圖 2b）。QP 與 Ef（R2 = 0.62，p < 0.0001；圖 3a）或 Em（R2 = 0.52，p < 0.0001；圖 3b）之間也存在負相關，而 QP 和滲透率之間存在強正相關（ log (k)) (R2 = 0.53, p < 0.0001;圖 3c)。生化分析結(jié)果顯示，QP 與水分含量呈正相關（R2=0.29，p < 0.0001；圖 4a），QP 與 GAG 含量（每濕重的硫酸軟骨素）呈負相關
討論：測得的機電定量參數(shù)（QP）與Mankin評分、PLM評分、含水量和無側(cè)限壓縮力學參數(shù)密切相關；而與生化成分（GAG 和膠原蛋白含量（均相對于干重或濕重））的相關性較弱。這些結(jié)果表明，Arthro-BST 對軟骨機電特性的評估對細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)比對其生化成分更敏感。在解釋這些結(jié)果時，同樣重要的是要記住大約 90% 的關節(jié)面面積在視覺上是正常的（ICRS 評分 = 0）。在研究中包含更多退化的關節(jié)表面可能會加強觀察到的相關性?？紤]到以高空間分辨率對整個股骨遠端進行非破壞性繪圖大約需要 30 分鐘，我們相信 Arthro-BST 可以為關節(jié)軟骨評估提供快速可靠的工具。意義：關節(jié)軟骨的機電特性是其生化成分、結(jié)構(gòu)和剛度的代表。由于組織學、生化和生物力學特性需要對樣品進行破壞性處理，因此完整和完整關節(jié)表面的非破壞性機電特性可用作診斷和評估關節(jié)軟骨退化治療的生物標志物。致謝：由美國國家科學與工程研究委員會 (NSERC) 提供的資金，
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