再生醫(yī)學(xué)作為一個(gè)可以解決復(fù)雜疾病的領(lǐng)域顯示出希望，特別是當(dāng)自然組織再生沒有發(fā)生時(shí)。再生療法的一個(gè)關(guān)鍵方面是將植入細(xì)胞的硬度與成熟組織的硬度相匹配。機(jī)械測(cè)量有助于顯示再生療法如何產(chǎn)生可行的結(jié)果，并可用于確定給定的策略是否有效。

生物材料

調(diào)諧的生物材料已被證明有望用于再生醫(yī)學(xué)以模擬活組織，材料的結(jié)構(gòu)與機(jī)械性能相結(jié)合是確保它們發(fā)揮作用的關(guān)鍵[3]。Bartlett等人[4]分析了脊髓和腦組織不同部分的壓縮粘彈性特征，發(fā)現(xiàn)不同的區(qū)域具有不同的性質(zhì)。然后將這些不同的特征與再生醫(yī)學(xué)中使用的不同生物材料相匹配，以提供將生物材料與再生療法目標(biāo)區(qū)域相匹配的指導(dǎo)。在另一項(xiàng)研究中[5]，作者為椎間盤開發(fā)了一種新的再生修復(fù)貼片，已知椎間盤需要顯著的壓縮負(fù)荷能力。作者對(duì)他們的新材料進(jìn)行了重要的機(jī)械表征，以證明其作為治療選擇的潛在有效性。在另一項(xiàng)研究中，研究人員開發(fā)了一種新型生物材料，用于再生醫(yī)學(xué)，以增強(qiáng)使用多孔材料的細(xì)胞間通訊[6]。由于作者了解力學(xué)的重要性，他們還測(cè)量了新材料的機(jī)械性能與他們以前開發(fā)的材料相比，以確保多孔結(jié)構(gòu)不會(huì)改變細(xì)胞的機(jī)械性能。

軟骨

軟骨在體內(nèi)具有關(guān)鍵的機(jī)械功能，當(dāng)它受到疾病影響時(shí)，它是替代的主要目標(biāo)。已經(jīng)引入了幾種用于替代軟骨的產(chǎn)品，并且新的工作已經(jīng)尋求產(chǎn)生再生組織作為替代組織。開發(fā)用于植入的活軟骨組織的一個(gè)關(guān)鍵方面是以靜水壓力、壓縮負(fù)荷和超聲的形式引入機(jī)械負(fù)荷[1]。此外，機(jī)械測(cè)試已被建議作為組織工程軟骨的功能讀數(shù)。通過使用納米壓痕，研究人員還能夠確定硬度變化對(duì)軟骨樣品的局部影響[2，圖]，這在開發(fā)再生醫(yī)學(xué)的新療法時(shí)很有價(jià)值。植入后軟骨置換的機(jī)械分析也可以解釋治療的有效性。Franke等人[新3]研究了健康和修復(fù)軟骨組織的機(jī)械性能，并發(fā)現(xiàn)了基于機(jī)械數(shù)據(jù)的修復(fù)局限性的更全面的結(jié)果，與僅基于組織學(xué)的結(jié)果相比。

球體

球狀體是細(xì)胞的聚集體，具有多種用途，包括作為為再生醫(yī)學(xué)創(chuàng)建3D組織的潛在方法。一項(xiàng)研究從干細(xì)胞中創(chuàng)建了球狀體作為螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的潛在治療方法，并使用其機(jī)械特性作為移植適用性的標(biāo)志[7]。使用Piuma納米壓痕進(jìn)行機(jī)械測(cè)量，它們顯示出硬度隨時(shí)間和不同孔板的變化，并且作者能夠與天然小鼠腦組織相比表征球狀體。在另一項(xiàng)研究中，作者生成的球體隨著時(shí)間的推移從血管前球體成熟為具有血管網(wǎng)絡(luò)的球體[8]。對(duì)微球的力學(xué)研究表明，隨著時(shí)間的推移，機(jī)械性能發(fā)生了變化，并提供了關(guān)于新球體結(jié)構(gòu)變化的寶貴反饋。

光學(xué)11 生命儀器

光學(xué)11 Life 納米壓痕提供機(jī)械表征，可以探索細(xì)胞、組織和生物材料的微觀機(jī)械特性。這些納米壓痕儀可用于軟材料的液體環(huán)境中，以提供準(zhǔn)確和精確的測(cè)量。納米壓痕儀可以直接集成到顯微鏡和其他過程中，以便在開發(fā)新的再生醫(yī)學(xué)方法時(shí)提供完整的視圖。

Optics11公司Piuma生物納米壓痕儀

生物組織納米壓痕儀介紹

Piuma納米壓痕儀的核心部件是其安裝在壓痕移動(dòng)平臺(tái)上極其敏銳的壓痕探頭

1.壓痕移動(dòng)平臺(tái)，具備粗進(jìn)以及精進(jìn)兩級(jí)移動(dòng)精度，使得探針可以自動(dòng)尋找到表面并且提供高精度壓痕。除了壓痕移動(dòng)平臺(tái)，Piuma納米壓痕儀還有一個(gè)手動(dòng)樣品移動(dòng)平臺(tái)

2.方便樣品的安放。你的樣品可以放在X-Y移動(dòng)臺(tái)上piuma細(xì)胞壓痕儀

3.進(jìn)行楊氏模量的測(cè)試或者進(jìn)行多點(diǎn)陣測(cè)試。一個(gè)內(nèi)置式的顯微鏡

4.可以直接觀察實(shí)驗(yàn)過程！piuma細(xì)胞壓痕儀

生物組織納米壓痕儀是一個(gè)簡(jiǎn)單易用的革命性產(chǎn)品，為軟物質(zhì)以及生物材料組織的微觀以及納觀研究帶來希望。依靠自身*的新型光學(xué)技術(shù)以及杰出的微加工工藝，Piuma納米壓痕儀可以測(cè)量楊氏模量軟的樣品，范圍甚至是從5Pa到5GPa!Piuma同樣非常適合在液體中測(cè)試樣品。其操作非常簡(jiǎn)單易學(xué)，只需將探頭插入儀器中，簡(jiǎn)單定標(biāo)后，即可馬上開始?jí)汉蹖?shí)驗(yàn)。

Optics11公司Piuma生物納米壓痕儀

產(chǎn)品構(gòu)件詳細(xì)介紹：

1.PROBE探頭

納米壓痕儀核心:一個(gè)微加工工藝制作的光學(xué)壓痕探頭

2.SAMPLE樣品

從水凝膠到骨組織等，在大氣中或者浸沒在液體中

3.SAMPLEXYSTAGEXY樣品臺(tái)

在X-Y（12x12mm）范圍內(nèi)測(cè)試樣品

4.INDENTATIONSTAGE壓痕移動(dòng)臺(tái)

粗進(jìn)以及精進(jìn)移動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn)精確壓痕以及自動(dòng)尋找樣品表面

5.MANUALSTAGE手動(dòng)平臺(tái)

為任何樣品以及容器創(chuàng)造空間

納米以及微米級(jí)別的生物機(jī)械性能

Piuma是一個(gè)創(chuàng)新的，具有成本效益的工具，用來表征生物材料、組織、細(xì)胞器、細(xì)胞層、軟骨、靜電支架、力學(xué)性能，3D打印材料，水凝膠等的微納米機(jī)械性能。

The Piuma 納米壓痕儀專為迎合生物材料以及組織研究人員和工程師的需求，提供易用性和便攜性，同時(shí)提供高精度、高通量和多樣化的數(shù)據(jù)。Optics11小型化的玻璃探針式壓頭，特別適合在液體中測(cè)量水合樣品。組織工程和再生醫(yī)學(xué)的研究者，Piuma納米壓痕儀是衡量他們感興趣材料剛度的一個(gè)解決方案。

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軟物質(zhì)材料表征

在生物材料、組織工程、再生醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，Piuma可以在溶液里進(jìn)行非破壞性測(cè)量測(cè)量某點(diǎn)或者某個(gè)區(qū)域的楊氏模量、蠕變和松弛實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)陣測(cè)量粘附力，描述應(yīng)變硬化行為，樣品的粘度等。測(cè)試生物材料和組織樣本的軟硬度可以很容易地在Piuma納米壓痕儀上用其optics11 PIUMA探頭和專用的Piuma軟件來實(shí)現(xiàn)。

Piuma Nanoindenter是荷蘭Optics11公司出品的新型生物納米壓痕儀。主要應(yīng)用范圍為生物組織、生物支架、水凝膠、聚合物、細(xì)胞等軟物質(zhì)以及生物材料的機(jī)械性能研究。采用了新型探頭設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)其他納米壓痕儀無法測(cè)試軟物質(zhì)的問題也解決了原子力顯微鏡在軟物質(zhì)測(cè)試中的數(shù)據(jù)波動(dòng)大，操作困難、制樣嚴(yán)苛等常見問題。更開創(chuàng)性的在壓痕儀中加入了動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試模式DMA，可以獲得材料與振動(dòng)頻率相關(guān)的儲(chǔ)存模量、損失模量和損失因子，用于研究材料在交變力作用下的滯后現(xiàn)象和力學(xué)損耗。