biomomentum mach-1多功能微观生物力学与电位特性测试分析系统

之弯曲扭转力学性能试验机

biomomentum mach-1多功能微观生物力学与电位特性测试分析系统是能模块化集成压缩、张力、剪切、摩擦、扭转和2D/3D压痕、3D轮廓及多力混合耦连测试的一体化微观力学测试装置。能对生物组织、聚合物、凝胶、生物材料、胶囊、粘合剂和食品进行精密可靠的机械刺激和表征。允许表征的机械性能包括刚度、强度、模量、粘弹性、塑性、硬度、附着力、肿胀和松弛位移控制运动的系统。

特点

1、适用样品范围广：

1、适用样品范围广：

1.1、从骨等硬组织材料到脑组织、眼角膜等软组织材料

1.2、从粗椎间盘的样品到j细纤维丝

2、通高量压痕测试分析

2.1、三维法向压痕映射非平面样品整个表面的力学特性

2.2、48孔板中压痕测试分析

3、力学类型测试分析功能齐

模块化集成压缩、张力、剪切、摩擦、扭转、穿刺、摩擦和2D/3D压痕、3D表面轮廓、3D厚度等各种力学类型支持,微观结构表征及动态力学分析研究

4、高分辨率:

4.1、位移分辨率达0.1um

4.2、力分辨率 达0.025mN

5、 行程范围广：50-250mm

6、体积小巧、可放入培养箱内

7 、高变分辨率成像跟踪分析

8、多轴向、多力偶联刺激

9、活性组织电位分布测试分析

10、产品成熟，文献量达 上千篇

该系统可以分析针穿刺组织过程中的挠曲量、夹持力度以及弯曲次数、速度、大负荷、大负载时的角度、  断裂角、  刚性、 大弯曲应力和穿刺针受力情况，提高针穿刺精度。

用针轴不同直径的穿刺针进行针穿刺软组织，利用力传感器得到不同穿刺速度( 比如5、10和15 mm／s) 下的穿刺力，通过数字图像处理得到穿刺针的挠曲量。在分析针受力的基础上，构建预测针挠曲量预测。

弯曲扭转力学性能试验机

悬臂弯曲

悬臂弯曲（或挠曲）测试表征了一个长样本的行为（一个维度只占其他两个维度的十分之一）。在这种特定情况下，在垂直于其纵轴的一端施加外力，而另一端固定。该测试配置在评估材料的弯曲和挠曲特性时特别有用。在此设置中，不是通过压头的位移直接施加力（Fz），而是旋转样品的底部，以使样品的末端推向平坦的压头（位于Fz）。扁平压头连接到位于上方的称重传感器，并记录力（Fz）。位移（以度为单位）和载荷的同步记录用于生成“力与角位移”形式的曲线。这种悬臂设置在材料的凹面产生压缩应力，在材料凸面产生拉伸应力（在加载过程中）。理论上，破坏是从顶表面（在拉伸状态）发生的，在该表面上大量的反应力矩会通过向下传播的裂纹产生拉伸破坏。与三点弯曲测试相比，这种悬臂结构对于横截面不均匀的样本或通常仅从一端抓取的长样本非常有用。

悬臂弯曲 （挠曲）测试夹具，该样品架设计用于在弯曲试验期间将各种直径的针状样品固定在适当的位置（直径0.8-3.1毫米），夹具的大负载为9.7 N

穿刺测试：

耐渗透性测试涉及将探针（通常是针或圆锥形）插入材料中。 对于薄的柔性材料，耐渗透性是重要的终使用性能参考，其中锋利的产品会损坏包装材料。 各种参数会影响对渗透的响应，例如 膜厚，机械性能，穿透速度，探头尺寸和形状。

Mach-1 - Needle Penetration and Friction Testing（Mach-1-针头穿透力和摩擦力测试视频）

该系统功能总结如下：

悬臂梁弯曲测试应用文献：

Mach-1 - Flexion Testing of Needle-Shaped Samples (MA056-SOP14-D v2)Gilbert N and Quenneville EBiomomentum Inc. Laval (QC), Canada, Effective Date: 26Jan2018

Mach 1 Analysis - Extraction of Mechanical Parameters Following Flexion Testing of Needle-Shaped Samples (SW186-SOP10-D v2)Gilbert N and Quenneville EBiomomentum Inc. Laval (QC), Canada, Effective Date: 16Jan2018

三点弯曲、四点弯曲测试文献：

Determining the modulus of intact bovine vertebral cancellous bone tissue: Development and validation of a protocol Engbretson AC Master thesis Queen's University. (2010)

Mach-1 - 3-point or 4-point Bending Test (MA056-SOP11-D v2) Sim S and Quenneville E Biomomentum Inc. Laval (QC), Canada, Effective Date: March 9th, 2016

Mach-1 Analysis - Extraction of Mechanical Parameters Following Bending Test (SW186-SOP08-D v2) Sim S Biomomentum Inc. Laval (QC), Canada, Effective Date: March 9th, 2016

Can the contralateral limb be used as a control during the growing period in a rodent model? Mustafy, T., Londono, I., & Villemure, I. Medical Engineering and Physics, 58, 31–40.

High Impact Exercise Improves Bone Microstructure and Strength in Growing Rats M. Tanvir, I. Londono, F. Moldovan and I. Villemure Nature Scientific Reports, volume 9, Article number: 13128 (2019)

Bone-Specific Overexpression of PITX1 Induces Senile Osteoporosis in Mice Through Deficient Self-Renewal of Mesenchymal Progenitors and Wnt Pathway Inhibition N. Karam, J-F. Lavoie, B. St-Jacques, S. Bouhanik, A. Franco, N. Ladoul and A. Moreau Scientific Reports volume 9, Article number: 3544 (2019)

穿刺文献：

A comparative biomechanical analysis of term fetal membranes in human and domestic speciesBorazjani A, Weed BC, Patnaik SS, Feugang JM, Christiansen D, Elder SH, Ryan PL and Liao JAmerican journal of obstetrics and gynecology, 204(4), 365. e325-365. e336. (2011)

Soft Tissue Phantoms for Realistic Needle Insertion - A Comparative StudyLeibinger A, Forte AE, Tan Z, Oldfield MJ, Beyrau F, Dini D and Rodriguez y Baena FAnnals of Biomedical Engineering. pp 1-11 (2015)

TESTING OF A BRAIN SAMPLE

Feasibility tests were performed to verify the Mach-1’s ability to measure penetration on a brain specimen. Varying needle gauges were used on a veal brain specimen while measuring force with a 50g load cell. The results showed that the 50g load cell was able to capture the varying forces involved.