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動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試
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)測(cè)試
動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試 動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)量?jī)xbiomomentum 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
人體軟骨關(guān)節(jié)的生物力學(xué)和力學(xué)生物學(xué)
Hsu FH、Alonso E、Raleigh AR、Saleh AA、Masuda K、Lotz MK、Chen AC 和 Sah R
骨科研究學(xué)會(huì)年會(huì),2016 年,美國(guó)奧蘭多,海報(bào)摘要 1428
介紹:在關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)活動(dòng)期間,軟骨,特別是靠近關(guān)節(jié)面的軟骨,會(huì)經(jīng)歷壓縮、剪切和滑動(dòng)的復(fù)雜組合。1,2 體外分析主要關(guān)注軟骨生物力學(xué),以響應(yīng)啟動(dòng)后以恒定速度進(jìn)行的相對(duì)表面運(yùn)動(dòng)。然而,關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)通常涉及相對(duì)表面速度的可變性。軟骨還表現(xiàn)出對(duì)剪切和關(guān)節(jié)的多種生物學(xué)反應(yīng),包括在低幅度時(shí)增加基質(zhì)和潤(rùn)滑劑分泌,但在高幅度時(shí)細(xì)胞死亡。 3,4 軟骨細(xì)胞死亡和存活通常涉及細(xì)胞凋亡和自噬機(jī)制,高幅度扭轉(zhuǎn)剪切導(dǎo)致細(xì)胞凋亡和機(jī)械影響減弱自噬,但對(duì)關(guān)節(jié)的應(yīng)激相關(guān)反應(yīng)尚不清楚。 4,
方法: 采集人類關(guān)節(jié)軟骨盤。采集人類關(guān)節(jié)軟骨盤(直徑 2 或 3 毫米,厚 1.1 毫米)以包括來(lái)自 16 個(gè)正常人膝(n = 7 Young,<35 歲,27±5,范圍 19-34 歲)的髕股溝的關(guān)節(jié)面; n=9 老年人,>50 歲,58±5,范圍 51-66 歲),沒(méi)有來(lái)自尸體供體的骨關(guān)節(jié)炎證據(jù)。將圓片在補(bǔ)充有 10% FBS 的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 3-5 天,然后使其自由膨脹(無(wú))或進(jìn)行斜坡壓縮至 20%,然后疊加 ±100 µm(低)或 ±1000 µm(高)使用為機(jī)械測(cè)試儀 (Biomomentum) 定制的腔室,以 1Hz 正弦橫向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行 400 次循環(huán),使用聚砜對(duì)面。8 (1) 生物力學(xué). 記錄軸向和橫向位移和載荷,使用快速傅里葉變換擬合,并計(jì)算總諧波失真 (THD)。計(jì)算了橫向剛度大小和相位,并繪制了李薩如曲線。(2) 機(jī)械生物學(xué)。通過(guò)活/死染色和 IHC 對(duì) PARP-p85 和 LC3 的表達(dá)確定負(fù)載對(duì) SZ 細(xì)胞活力的影響。在關(guān)節(jié)連接后立即將樣品快速冷凍,用過(guò)氧化物酶檢測(cè)進(jìn)行免疫染色,并在 40X 下數(shù)字化,然后分析陽(yáng)性和陰性染色細(xì)胞作為距關(guān)節(jié)表面深度的函數(shù)。確定頂部 100m、淺層 (SZ) 和接下來(lái)的 600m、中/深層 (MDZ) 的陽(yáng)性細(xì)胞百分比。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)匯總為平均值 ± SEM,每個(gè)條件下 n = # 個(gè)供體樣本。百分比數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦變換以提高正態(tài)性和同方差性。通過(guò) t 檢驗(yàn)或重復(fù)測(cè)量 ANOVA 評(píng)估機(jī)械刺激(幅度)和/或年齡的影響。
結(jié)果: (1)生物力學(xué)。多軸關(guān)節(jié)生物力學(xué)表現(xiàn)出特征性的振幅依賴性特征(圖 1)。橫向剛度幅度在低振蕩時(shí)高于高振蕩(p < 0.005,圖 1A),而剛度相位較低(p < 0.001,圖 1B);都不隨年齡變化。低振蕩的利薩如剛度圖是對(duì)稱的陡橢圓,而高振蕩的那些是不規(guī)則的形狀,在運(yùn)動(dòng)逆轉(zhuǎn)之后具有陡峭的上升和下降分量,并且在持續(xù)運(yùn)動(dòng)期間與增加的 THD 相關(guān)的平坦區(qū)域(圖 1C)。(2) 機(jī)械生物學(xué). 軟骨內(nèi)的軟骨細(xì)胞對(duì)關(guān)節(jié)表現(xiàn)出凋亡和自噬反應(yīng)(圖2)。LC3 表達(dá)受到 SZ 中高清晰度的刺激 (p<0.001),PARP-p85 在高清晰度誘導(dǎo)的刺激中表現(xiàn)出類似的趨勢(shì) (p=0.09)。在 MDZ 軟骨中,與年老的軟骨細(xì)胞相比,在年輕的軟骨細(xì)胞中觀察到了更高的 LC3 表達(dá)趨勢(shì)(p=0.10),相反,關(guān)節(jié)的年齡依賴性趨勢(shì)誘導(dǎo)了 PARP-p85(p=0.091)的表達(dá),這是更高的在老的軟骨細(xì)胞中比在年輕的軟骨細(xì)胞中。
討論:關(guān)節(jié)的生物力學(xué)分析揭示了與軟骨剪切一致的低幅度響應(yīng),具有小的滑動(dòng)和很少的能量耗散,以及與剪切一致的高幅度響應(yīng),然后滑動(dòng)具有大量的能量耗散。此外,橫向載荷的變化可能代表粘滑現(xiàn)象,與較低滑動(dòng)速度下的摩擦增加有關(guān)。關(guān)節(jié)在人類軟骨中誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和自噬的年齡依賴性反應(yīng),這可能決定軟骨細(xì)胞表型和存活。加載后響應(yīng)可能會(huì)隨時(shí)間而變化。對(duì)組織行為和相關(guān)生物途徑和反應(yīng)中的機(jī)械關(guān)節(jié)的詳細(xì)和綜合理解可能會(huì)闡明與衰老相關(guān)的人類關(guān)節(jié)軟骨退化的機(jī)制。
意義:軟骨關(guān)節(jié)的多軸生物力學(xué)可以使用振蕩信號(hào)進(jìn)行分析,并考慮和解釋
幅度、相位和諧波失真。高振幅軟骨關(guān)節(jié)的機(jī)械生物學(xué)涉及與年齡相關(guān)的細(xì)胞凋亡和自噬反應(yīng),這些反應(yīng)與撞擊相關(guān)損傷所涉及的反應(yīng)大不相同。