應(yīng)用領(lǐng)域	醫(yī)療衛(wèi)生,環(huán)保,生物產(chǎn)業(yè)

皮膚組織多力組合測試分析儀

多功能組織材料生物力學(xué)特性、電位分布測試分析表征系統(tǒng)
-多載荷多物理場耦合微觀力學(xué)性能原位測試系統(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-電特性測試分析儀，該系統(tǒng)集成各種力學(xué)測定、力電耦合測定, 能對各種組織材料進(jìn)行機(jī)械刺激和表征測定。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、多物理場耦合，測試分析的金標(biāo)準(zhǔn)。

該系統(tǒng)是僅有的一款模塊化集成各種力學(xué)測試和力電耦合分布測試的工具，可以進(jìn)行不規(guī)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(jìn)行電位特性測試、側(cè)限與無限壓縮測試、張力測試、剪切測試、摩擦測試、扭轉(zhuǎn)測試、穿刺測試、剝離測試的綜合性機(jī)-電特性測試分析平臺。

皮膚組織多力組合測試分析儀 全面力學(xué)指標(biāo)測定儀

特點(diǎn)

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(guī)臺式離體模式。
2、機(jī)械力、電位等全面的測試指標(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)特性測試。
3、多種力-電物理場耦合：不規(guī)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(xì)纖維絲的跨尺度測試。

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、僅有的各種力電類型特性測試的金標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)：全面的測試技術(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(guī)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(diǎn)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(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

◆維持被測材料的機(jī)械環(huán)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(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(jìn)行
9、基于第哎C的的非接觸式全場應(yīng)變動態(tài)測量-數(shù)字圖像相關(guān)測試：具有非接觸性、應(yīng)用廣泛、精度較高、全場測量、數(shù)據(jù)采集簡單、測量環(huán)境要求不高、易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)，可以測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)變測量、各種新型材料測量等。
10、上千篇文獻(xiàn)，30多年歷史，產(chǎn)品成熟無風(fēng)險。
該微觀力學(xué)測試分析與培養(yǎng)系統(tǒng)初該系統(tǒng)為軟骨力學(xué)性能檢測所研發(fā)，此后集成了多種配置以滿足更多生物組織和軟質(zhì)材料力學(xué)性能的測量和評估。該儀器的*性能特點(diǎn)--模塊化設(shè)計(jì)，簡易操作平臺，面向用戶設(shè)計(jì)，廣泛應(yīng)用于生物材料檢測，高分子材料檢測以及數(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)測試系統(tǒng)，該微觀力學(xué)測試系統(tǒng)總體較小，可以實(shí)現(xiàn)桌面化的操作流程，操作過程簡便。該系統(tǒng)測試方法面，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)域用戶的佳選擇。在動態(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。

典型測試材料：

骨

整個骨骼和骨組織的機(jī)械性能與其形態(tài)和結(jié)構(gòu)方面一樣重要。即使骨骼的力學(xué)行為可以用一些材料特性來描述，整個骨骼器官的行為也取決于它的形狀和它所在的幾何空間結(jié)構(gòu)。研究骨骼的機(jī)械特性以了解：其在體內(nèi)的結(jié)構(gòu)功能、病理對骨骼力學(xué)和相關(guān)臨床問題的影響、機(jī)械傳導(dǎo)現(xiàn)象、創(chuàng)傷或關(guān)節(jié)假體的固定系統(tǒng)、骨修復(fù)解決方案的整合。

COL1A2 突變揭示了小鼠的骨脆性皮膚過度彈性和軟骨退化

I 型膠原蛋白的突變更常與成骨不全癥（OI，脆性骨?。1] 和 Ehlers Danlos 綜合征（EDS，過度活動性）[2] 以及這些分類中的一系列表型相關(guān)。波特等人。[3] 報(bào)道稱，Col1a2 突變雜合子導(dǎo)致交替剪接位點(diǎn)和在外顯子 22 開始處包含一個額外的氨基的小鼠在 12 個月大時發(fā)展為遲發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎 (OA)。本研究的目的是通過對野生型和突變小鼠的機(jī)械測試來研究 OI、ESD 和 OA 表型的存在。

使用 Col1a2 突變 (n=5) 雜合的雌性 C3H 小鼠及其野生型對照 (n=5)。在大約 3 個月大時分離組織。所有機(jī)械測試均使用多軸機(jī)械測試儀（Mach-1 v500css，Biomomentum，加拿大）進(jìn)行。提取左右肱骨進(jìn)行 3 點(diǎn)彎曲，加載速度為 0.05 mm/s。收集腹部皮膚用于以 2 mm/s 的速度進(jìn)行的拉伸斷裂試驗(yàn)。采集左膝關(guān)節(jié)的脛骨平臺和股骨髁并用于執(zhí)行自動壓痕映射（15 個位置/表面）。在每個位置，通過沿軸（垂直于表面）同時移動 3 個正交平臺，同時記錄產(chǎn)生的負(fù)載分量 [4]，執(zhí)行球形壓痕（D=0.3mm，幅度=30um）。

3 點(diǎn)彎曲顯示，與野生型小鼠相比，雜合子小鼠的肱骨更脆弱，大彎曲負(fù)荷和骨折工作量更低。兩組的肱骨外徑和皮質(zhì)壁厚度相似。此外，雜合小鼠具有降低的拉伸特性，這在位移的早期階段表現(xiàn)出增加的可擴(kuò)展性。壓痕映射顯示雜合小鼠股骨內(nèi)側(cè)髁的結(jié)構(gòu)剛度顯著提高。

我們的結(jié)果證實(shí)了突變小鼠的 OI（脆骨）和 EDS（皮膚超彈性）表型。此外，與野生型相比，關(guān)節(jié)表面的壓痕映射揭示了突變小鼠軟骨機(jī)械性能的顯著變化?？傮w而言，這項(xiàng)研究提供了關(guān)于突變膠原蛋白如何在該模型中導(dǎo)致 OA 的重要見解，并通過對各種組織的機(jī)械測試可能導(dǎo)致 OI 和 EDS 患者。

這項(xiàng)工作由以下人員完成：Sotcheadt Sim1、Andrew Blease2、Martin Garon1、Eric Quenneville1 和 Paul Potter3

1. Biomomentum Inc，加拿大魁北克 2. MRC Harwell Institute，英國牛津 3. 牛津布魯克斯大學(xué)，英國牛津

[1] 主教 N：成骨不全癥中的骨骼材料特性。J Bone Miner Res 2016，31：699-708。

[2] Bowen 等人，Ehlers-Danlos 綜合征，經(jīng)典型。Am J Med Genet C Semin Med Genet 2017，175：27-39。

[3] Potter 等人，通過小鼠誘變篩選揭示了與年齡相關(guān)疾病模型的新基因功能。自然通訊 2016，7:12444。

[4] Sim 等人，機(jī)電探頭和自動壓痕圖是評估早期退化人類關(guān)節(jié)軟骨的敏感技術(shù)。J Orthop Res 2017, 35:858-867

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典型測試材料：

骨

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