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本構模型對于預測材料的力學行為是必要的。然而由于生物組織的定向纖維結構通常表現出明顯的機械各向異性，傳統單軸試驗產生的應力-應變數據不能直接外推到廣義的三維本構方程。而生物組織通常被認為是不可壓縮的，對于二維應力狀態的平面雙軸測試，可用于表征其機械性能并驗證本構模型。關于軟材料/生物組織的雙軸應力-應變主要挑戰包括：較小的樣本尺寸，取材位置重復性低，降解引起的時間依賴性變化，變形的不均勻。BioTester測試系統專為軟材料和生物組織而設計。正交的獨立作動器可以編程在力或變形...
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生物納米壓痕儀相對于原子力顯微鏡(AFM)的優點性能優勢：模量測試下限更低，可以測試更軟的樣品。生物納米壓痕儀的模量測試范圍下限低至5Pa，而AFM在千帕級別已經波動很大，數據質量較差。其原因是多方面的，生物納米壓痕儀和AFM雖然都是懸臂梁式壓頭，但對于極軟物質的測試，壓痕儀探針進行了多重優化。噪聲更低。原子力顯微鏡采用的是激光三角反射式杠桿，光杠桿除了反映探針懸臂梁背景噪音，還把激光的位置噪音耦合到光杠桿上，從而導致四象限傳感器上獲得的信號背景噪音很大。隨著力學測量精度提高...
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SurfaceForcesApparatus(SFA)TechniqueSFA在了解表界面間的相互作用中做出了許多貢獻，半個世紀以來廣泛應用于各領域的研究，例如，配體-受體相互作用，貽貝啟發的粘附機制，脂質雙分子層，電化學表面力，以及潤滑與磨損等。SFA通常使用交叉圓柱進行操作。首先，它規避了準確對齊兩個平行板的困難，從而避免不必要的邊緣效應；其次，可以通過橫向移動圓柱體來研究相同表面上不同的接觸點。如果在實驗過程中出現表面的磨損或污染，則可以很容易地找到新的接觸區；最后，該...
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力是使物體變形、運動和/或改變運動狀態的機械作用。機體處于力學環境之中，機體的各項生命活動均受力學因素的影響。力不僅誘導機體組織細胞生變形效應和/或運動效應，而且可引發復雜的生理功能改變。生物力學(biomechanics)是研究生命體變形和運動的學科，通過生物學與力學原理方法的有機結合，認識生命過程的規律，解決生命與健康領域的科學問題。上世紀90年代以來，隨著科學技術的進步，生物力學的研究逐漸深入到細胞分子層次，生物力學自身也在不斷發展。力學生物學(mechanobiolo...
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夾持擰緊鉗口是最常見的選擇。拉簧適合小于20N的力。它們提供一致的夾持力，可以改進為具有理想的夾持力而不會損壞試樣。螺釘適合大于100N的峰值力。在20-100N范圍內，這兩個選項也都運行良好。一般來說，墊紙可以很好地作為脆弱組織的抓握表面，砂紙可以很好地用于軟組織，而金屬鋸齒鉗口可以很好地用于堅硬的組織。有時將樣品粘在塑料片上，然后在測試過程中抓住塑料片。零點許多軟生物材料是高度非線性的。確定試樣上零載荷的位移是困難的。在這些情況下，最好在力/位移曲線有可測量斜率的點使用定...
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生物材料研究團隊的成員通常來自工程、生物學、醫學和其他領域。對于非工程類學者來說，很容易理解為什么機械性能很重要，但測試過程似乎很復雜且令人困惑。下面可能是一個幫助您入門的快速框架。明確目標您是否需要測試具有特定幾何形狀或材料屬性的物體？模擬體內加載、執行比較研究和建立基準通常很重要。對于材料測試，需要生成具有規則幾何形狀（例如圓柱、球體或狗骨條）的試樣，這將能夠確定與試樣幾何形狀無關的材料特性（例如楊氏模量）。選擇合適的技術對于50mN–50kN的力，傳統的力傳感器大多數主...
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柔軟易碎鋸齒狀的夾具并不總是合適。考慮用帶砂紙夾層的夾子或基于多點穿刺的固定。組成復雜生物材料的硬度和/或強度在一個樣本內可能會有所不同，有時需要利用基于圖像的應變分析等工具量化局部應變。微小金屬和塑料通常是大量可用的，生物組織可能不是。隨著尺寸的減小，需要更大的力和位移精度。各向異性許多生物材料具有定向排列的微結構，考慮雙軸試驗或多模態試驗，以全面評估機械性能。形狀復雜可能需要創建自定義測試夾具和非標準測試步驟，如測試心臟瓣膜。環境敏感度在受控溫度下測試，還要關注水合作用以...
