應用領域	醫療衛生,環保,生物產業

多軸力學性能測試設備

多功能組織材料生物力學特性、電位分布測試分析表征系統
-多載荷多物理場耦合微觀力學性能原位測試系統

該系統是加拿大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，該系統集成各種力學測定、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+發展歷史，同濟大學、青島大學、上海交通大學等成功使用。是組織、材料，力-電特性、多物理場耦合，測試分析的金標準。

該系統是僅有的一款模塊化集成各種力學測試和力電耦合分布測試的工具，可以進行不規則表面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、側限與無限壓縮測試、張力測試、剪切測試、摩擦測試、扭轉測試、穿刺測試、剝離測試的綜合性機-電特性測試分析平臺。

多軸力學性能測試設備 力學全面指標測定儀

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臺式離體模式。
2、機械力、電位等全面的測試指標：不規則表面3D壓痕mapping、3D表面輪廓mapping、3D厚度mapping、活體電位特性、側限與無限壓縮、張力、剪切、摩擦、扭轉、穿刺、撓曲彎曲、三點彎曲、四點彎曲、剝離等各種力學特性測試。
3、多種力-電物理場耦合：不規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、可放入培養箱內

5、多軸向全角度測試 :X軸、Y軸、Z軸、扭轉軸（L型扭轉、U型扭轉、360度扭轉），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準系統：全面的測試技術服務、根據良好的實驗室實踐和GLP提供準確的數據分析報告。
7、高分辨率位移和力精準度測試分析：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變動態測量-數字圖像相關測試：具有非接觸性、應用廣泛、精度較高、全場測量、數據采集簡單、測量環境要求不高、易于實現自動化等優點，可以測量微米甚至納米的變形,應用于組織材料力學、斷裂力學、微觀納米應變測量、各種新型材料測量等。
10、上千篇文獻，30多年歷史，產品成熟無風險。
該微觀力學測試分析與培養系統初該系統為軟骨力學性能檢測所研發，此后集成了多種配置以滿足更多生物組織和軟質材料力學性能的測量和評估。該儀器的*性能特點--模塊化設計，簡易操作平臺，面向用戶設計，廣泛應用于生物材料檢測，高分子材料檢測以及數字教學等領域，產品得到了業界廣泛的認可和推廣。該系統
相比于傳統的大型力學測試系統，該微觀力學測試系統總體較小，可以實現桌面化的操作流程，操作過程簡便。該系統測試方法面，是多樣化的材料力學表征工具，是科學家、工程師和其他各領域用戶的佳選擇。在動態力學分析、薄膜、復合物、聚合物、生物產品、醫學鑒定和水凝膠等領域都有廣泛應用。

典型測試材料：

殼聚糖/聚乙烯（乙烯醇）纖維增強的 3D 生物打印半月板植入物
E. Kapyla、MK Khan、S. Pan、R. Nickmanesh、S. Beyer、J. Ault、J. Hwang、T. Mohamed 和 S. Wadsworth
第 30 屆歐洲生物材料學會年會，IX-OS31-01，#270，2019 年 9 月 12 日，德國德累斯頓。
介紹
半月板撕裂是常見的膝關節損傷之一，在美國的年發病率為 66/100,000。半月板對于膝關節的承重和穩定至關重要，半月板損傷通常會導致正常關節功能的喪失和骨關節炎 (OA) 的發展。半月板部分切除術是半月板撕裂常見的手術治療方法，可緩解急性疼痛，但隨著時間的推移通常會導致 OA。由于通過同種異體移植替代半月板受到可用性和移植大小問題的限制，合成植入物已被開發為恢復半月板功能的現成解決方案。然而，由于手術性能差和缺乏明確的長期臨床益處，目前可用的半月板植入物在臨床上的采用有限。在這里，我們報告了一種脫細胞 3D 生物打印殼聚糖/聚乙烯醇 (PVA) 復合半月板，使用 Aspect Biosystems 的微流體生物打印技術制造。由于合理設計的協同生物材料和結構成分的*組合，這種植入物表現出適合有效手術植入的縫合線拉出、拉伸強度和壓縮強度值。使用 Aspect Biosystems 微流體生物打印技術制造。由于合理設計的協同生物材料和結構成分的*組合，這種植入物表現出適合有效手術植入的縫合線拉出、拉伸強度和壓縮強度值。使用 Aspect Biosystems 的微流體生物打印技術制造。由于合理設計的協同生物材料和結構成分的*組合，這種植入物表現出適合有效手術植入的縫合線拉出、拉伸強度和壓縮強度值。
實驗方法
使用微流體 RX1 生物打印機（Aspect Biosystems Ltd.）對殼聚糖/PVA 混合物進行生物打印。酸性殼聚糖在生物打印過程中使用三磷酸鈉 (STP) 溶液進行離子交聯，而水性 PVA 在打印后通過凍融循環結晶。使用 UniVert 機械測試儀（CellScale，Waterloo，Canada）打印環形樣品用于不同混合物的拉伸測試。為了制造復合植入物，將生物打印的半月板大小的殼聚糖/PVA 網與 PVA 溶液 (20% w/v) 結合，進行額外的凍融循環以使鑄塑的 PVA 結晶，并用鹽水水合。縫合線拉出、拉伸和抗壓強度的目標值分別設定為 20 N、1 MPa 和 100 kPa，并使用 Mach-1 設備（Biomomentum，蒙特利爾，加拿大）進行測量。將復合彎月面的值與單獨的印刷網格和鑄造 PVA 基質進行比較。基于濕重和干重測量對復合半月板中印刷的殼聚糖/PVA 纖維、PVA 基質和摻入水的比率進行量化。
結果與討論
為半月板生物打印開發的殼聚糖/PVA 混合物表現出高拉伸強度、彈性和拉伸變形后的恢復。將殼聚糖溶液濃度從 3.5% 提高到 4.5%，將 PVA 溶液濃度從 10% 提高到 15%，印刷環的拉伸強度分別提高了 25% 和 100%。相反，將殼聚糖：PVA 的比例從 1:1 增加到 3:2 會使環的彈性降低，拉伸強度降低 30%。為了大限度地提高機械性能，選擇了 4.5% 殼聚糖和 15% PVA 的混合物來打印網狀組件。我們表明，將印刷網格與鑄造 PVA 基質相結合，對組織的機械性能具有協同作用。復合半月板的平均縫合拉拔強度和極限抗拉強度（58.6 N和1. 51 MPa）顯著高于印刷網（40.7 N 和 0.98 MPa）和單獨的鑄造 PVA 基體（30.1 N 和 0.66 MPa）。打印的網片表現出較高的縫合保持力和拉伸強度，而與單獨的網片（23.9 kPa）相比，添加鑄造 PVA 顯著提高了復合材料的抗壓強度（105.4 kPa）。因此，復合彎月面滿足所有預定義的機械目標值。通過改變生物打印網格的幾何形狀，可以進一步調整復合材料的機械性能。除了有希望的機械特性外，復合彎月面的組成被發現與天然彎月面很好地對應，大約有 74% 的水和 26% 的聚合物。1 牛頓和 0.66 兆帕）。打印的網片表現出較高的縫合保持力和拉伸強度，而與單獨的網片（23.9 kPa）相比，添加鑄造 PVA 顯著提高了復合材料的抗壓強度（105.4 kPa）。因此，復合彎月面滿足所有預定義的機械目標值。通過改變生物打印網格的幾何形狀，可以進一步調整復合材料的機械性能。除了有希望的機械特性外，復合彎月面的組成被發現與天然彎月面很好地對應，大約有 74% 的水和 26% 的聚合物。1 牛頓和 0.66 兆帕）。打印的網片表現出較高的縫合保持力和拉伸強度，而與單獨的網片（23.9 kPa）相比，添加鑄造 PVA 顯著提高了復合材料的抗壓強度（105.4 kPa）。因此，復合彎月面滿足所有預定義的機械目標值。通過改變生物打印網格的幾何形狀，可以進一步調整復合材料的機械性能。除了有希望的機械特性外，復合彎月面的組成被發現與天然彎月面很好地對應，大約有 74% 的水和 26% 的聚合物。4 kPa) 與單獨的網格 (23.9 kPa) 相比。因此，復合彎月面滿足所有預定義的機械目標值。通過改變生物打印網格的幾何形狀，可以進一步調整復合材料的機械性能。除了有希望的機械特性外，復合彎月面的組成被發現與天然彎月面很好地對應，大約有 74% 的水和 26% 的聚合物。4 kPa) 與單獨的網格 (23.9 kPa) 相比。因此，復合彎月面滿足所有預定義的機械目標值。通過改變生物打印網格的幾何形狀，可以進一步調整復合材料的機械性能。除了有希望的機械特性外，復合彎月面的組成被發現與天然彎月面很好地對應，大約有 74% 的水和 26% 的聚合物。