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簡介•│：
軟組織彈性的定量評估對於廣泛的應用至關重要·₪•，例如生物力學建模◕╃│╃、生理監測和組織疾病診斷│▩₪•。然而·₪•，軟組織的模量測量·₪•，特別是在體內·₪•，已被證明具有挑戰性·₪•，因為儀器必須到達軟組織部位並能夠在很短的時間內進行測量│▩₪•。
本文主要介紹倆種測量辦法
一◕╃│╃、水凝膠奈米壓痕儀
Piuma是功能強大的臺式儀器·₪•，可探索水凝膠◕╃│╃、生理組織和生物工程材料的微觀機械特性│▩₪•。表徵尺度從宏觀直至細胞│▩₪•。專為分析測試軟材料而設計·₪•，測量複雜和不規則材料在生理條件下的力學效能│▩₪•。杭州軒轅科技有限公司
● 內建攝像鏡頭·₪•，方便實時觀察樣品臺
● 實時分析計算測量結果·₪•，原始資料並將以文字檔案儲存·₪•，方便任何時候匯入Dataviewer軟體進行復雜處理
● 探針經過預先校準·₪•，即插即用│▩₪•。對於時間敏感的樣品確保了快速測量
● 光纖干涉MEMS技術能夠以無損的方式測量即使是最軟的材料·₪•，並保證解析度│▩₪•。同時探針可以重複使用Piuma軒轅奈米壓痕儀Piuma軒轅奈米壓痕儀
| 模量測試範圍 | 5 Pa - 1 GPa |
| 探頭懸臂剛度 | 0.025 - 200 N/m |
| 探頭尺寸(半徑) | 3 - 250 μm |
| 最大壓痕深度 | 100 μm |
| 感測器最大容量 | 200 |
| 測試環境 | air, liquid (buffer/medium) |
| 粗調行程 | X*Y•│：12×12 mm Z•│：12 mm |
載入模式 | Displacement / Load* / Indentation* |
| 測試型別 | 準靜態(單點·₪•，矩陣) 蠕變·₪•，應力鬆弛 DMA動態掃描 (E', E'', tanδ) |
| 動態掃描頻率* | 0.1 - 10 Hz |
| 內建擬合模型 | Young's Modulus (Hertz / Oliver-Pharr / JKR) |
| *為可選升級配置 | |
新型光纖干涉式懸臂樑探頭·₪•，利用干涉儀來監測懸臂樑形變│▩₪•。
創新型光纖探頭·₪•，彌補了傳統奈米壓痕儀無法測試軟物質的問題·₪•，也解決了AFM在力學測試中的波動大·₪•，操作困難◕╃│╃、制樣嚴苛等常見缺陷│▩₪•。
● 背景噪音低•│：鐳射干涉儀抗干擾強於AFM反射光路
● 制樣更簡單•│：對樣品的粗糙度寬容度高於AFM
● 剛度選擇更準確•│：平行懸臂樑結構有利於準確判別壓痕深度與壓電陶瓷位移比例關係·₪•，便於選擇合適剛度探頭來保證彈性形變關係的穩定性·₪•，進而獲得重複率更高◕╃│╃、準確性更好的資料
● 藉助功能強大而易於操作的軟體·₪•，使用者可以自由控制壓痕程式（載荷◕╃│╃、位移等）│▩₪•。自動處理曲線的流程·₪•，可以獲得資料和結果的快速分析
● 原始引數完整txt匯出·₪•，便於後續複雜處理的需要
● 利用Hertz接觸模型從載入部分計算彈性模量·₪•，與常用的Oliver&Pharr方法相比·₪•，更為適合生物組織和軟物質材料特性
| 年 份 | 期 刊 | 題 目 |
|---|---|---|
| 2022 | Advanced Functional Materials | Engineering Vascular Self-Assembly by Controlled 3D-Printed Cell Placement |
| 2022 | Biomaterials | Hydrogels derived from decellularized liver tissue support the growth and differentiation of cholangiocyte organoids |
| 2021 | Biofabrication | 3D bioprinting of tissue units with mesenchymal stem cells, retaining their proliferative and differentiating potential, in polyphosphate-containing bio-ink |
| 2021 | nature communications | Janus 3D printed dynamic scaffolds for nanovibration-driven bone regeneration |
| 2020 | Environmental Science & Technology | Effect of Nonphosphorus Corrosion Inhibitors on Biofilm Pore Structure and Mechanical Properties |
| 2020 | Acta Biomaterialia | A multilayer micromechanical elastic modulus measuring method in ex vivo human aneurysmal abdominal aortas |
二◕╃│╃、生物軟組織萬能試驗機
UniVert S2力學試驗機是各種機械測試應用的理想選擇·₪•，它的佔地面積小·₪•，價格合理·₪•，使使用者可以隨時隨地進行測試│▩₪•。易於使用的軟體和可互換的元件使得系統無需大量的培訓或督導即可使用│▩₪•。 該系統能夠承受高達200N的拉伸◕╃│╃、壓縮和彎曲測試│▩₪•。各種夾具和固定裝置可用於適應不同的標本和測試模式│▩₪•。UniVert生物微力學測試儀UniVert生物微力學測試儀
●小體量即可進行質量好◕╃│╃、價效比高的測試
●夾具和載入感測器的變化易於操作·₪•，可以適應各種用途│▩₪•。
●使用基於影象的應變測量工具·₪•，可實現高解析度CCD成像（可選）
●功能齊全的使用者介面軟體·₪•，可透過實時反饋進行簡單◕╃│╃、迴圈◕╃│╃、鬆弛和多模式測試
| UniVert | UniVert S2 | UniVert 1KN | |
| 尺寸（cm） | 22x22x54 | 22x22x54 | 30x22x60 |
| 重量（kg） | 8 | 8 | 20 |
| 感測器最大容量（N） | 200 | 200 | 1000 |
| 感測器範圍（N） | 0.5-200 | 0.5-200 | 0.5-1000 |
| 感測器精度 | 0.2% | 0.2% | 0.2% |
| 行程（mm） | 300 | 300 | 300 |
最大速度（mm/s） | 20 | 100 | 20 |
| 最快迴圈頻率 | 2 | 10 | 2 |
| 最高取樣速率 | 100 | 500 | 100 |
UniVert系統可配備溫度控制液池·₪•，以確保敏感生物材料在適當條件下進行測試│▩₪•。
UniVert系統可以使用整合的數字影象相關法(Digital Image Correlation, 縮寫DIC)測量樣本應變│▩₪•。
利用UniVert S2力學試驗機的所有優點·₪•，實現高達1kN的力│▩₪•。相容垂直和水平液池◕╃│╃、成像和非接觸應變測量以及剪下◕╃│╃、扭轉或壓力│▩₪•。
拉伸測試 試樣: 彈性聚合物材料 壓縮測試 試樣•│：非彈性陶瓷球 彎曲測試 試樣: 人造骨
剪下◕╃│╃、扭轉和壓力可以新增到主要測試軸向上·₪•，以測試各種試樣│▩₪•。這些執行器和感測器與裝置控制器◕╃│╃、軟體和資料輸出無縫整合│▩₪•。UniVert試驗機（拉伸◕╃│╃、壓縮◕╃│╃、彎曲）UniVert試驗機（拉伸◕╃│╃、壓縮◕╃│╃、彎曲）
年 | 標題 |
2014 | 核黃素在角膜基質內交聯中的應用 |
2016 | 加速製備脫細胞骨骼肌支架的輸液生物反應器的研製 |
2016 | 充氣角膜變形材料特性的數值模擬 |
2016 | 非均質人體角質層的整體力學性質及多尺度破壞力學 |
2017 | 印製天線和互連線用高變形導電跡線•│：三乙醇胺摻雜銀/氟聚合物複合材料 |
2017 | 在右旋糖酐溶液或羥丙基甲基纖維素中使用核黃素進行角膜交聯後的生物力學特性│▩₪•。 |
2017 | 為骨和軟骨組織工程開發具有可控氧分壓位置變異性的定製灌注生物反應器原型│▩₪•。 |
2017 | 柔性射頻天線和應變感測器用3d列印彈性體上的自增強石墨烯塗層 |
2018 | 新型Gelma-Phema水凝膠神經導管治療周圍神經損傷 |
2018 | 相對溼度對氧化鋯/Nafion®奈米複合膜力學強度的影響│▩₪•。 |
2018 | 柑橘果膠/絲素功能化皮膚組織工程支架的製備│▩₪•。 |
2018 | 陰離子絲素衍生多肽對絲素蛋白的功能化 |
2018 | 眼內光黏結可調節人工體功能 |
2018 | Nafion®/Zro2奈米複合膜的力學強度 |
2018 | 鐳射粉末床熔凝316l不鏽鋼立杆的組織與效能 |
2018 | 一步法制備磷灰石-殼聚糖骨組織工程支架 |
2018 | 磷灰石-殼聚糖支架的一步法制備及其在骨組織工程中的應用│▩₪•。 |
2018 | 可定製周圍神經引導導管的快速連續3d列印 |
