再生醫(yī)學(xué)作為一個可以解決復(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。再生療法的一個關(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，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)的新療法時很有價值。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)械測量，它們顯示出硬度隨時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。在另一項研究中，作者生成的球體隨著時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]。對微球的力學(xué)研究表明，隨著時間的推移，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平臺上極其敏銳的壓痕探頭

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

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

3.進(jìn)行楊氏模量的測試或者進(jìn)行多點陣測試。一個內(nèi)置式的顯微鏡

4.可以直接觀察實驗過程！piuma細(xì)胞壓痕儀

生物組織納米壓痕儀是一個簡單易用的革命性產(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試樣品。其操作非常簡單易學(xué)，只需將探頭插入儀器中，簡單定標(biāo)后，即可馬上開始壓痕實驗。

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

在X-Y（12x12mm）范圍內(nèi)測試樣品

4.INDENTATIONSTAGE壓痕移動臺

粗進(jìn)以及精進(jìn)移動臺實現(xiàn)精確壓痕以及自動尋找樣品表面

5.MANUALSTAGE手動平臺

為任何樣品以及容器創(chuàng)造空間

納米以及微米級別的生物機(jī)械性能

Piuma是一個創(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)行非破壞性測量測量某點或者某個區(qū)域的楊氏模量、蠕變和松弛實驗，點陣測量粘附力，描述應(yīng)變硬化行為，樣品的粘度等。測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，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)其他納米壓痕儀無法測試軟物質(zhì)的問題也解決了原子力顯微鏡在軟物質(zhì)測試中的數(shù)據(jù)波動大，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態(tài)力學(xué)測試模式DMA，可以獲得材料與振動頻率相關(guān)的儲存模量、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。