多功能多尺度动态力学分析系统,DYNAMIC MECHANICAL ANALYSIS system

型号:MachOne
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品牌:BMM

BMM 动态力学测试分析系统-DYNAMIC MECHANICAL ANALYSIS
-多载荷多物理场耦合微观力学性能原位测试系统


BMM 品牌的MachOne 型号的多功能微观生物力学测试分析系统模块化集成压缩、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,


该系统可以做具有动态机械特性测试分析功能,可以通过高分辨率的轴向(拉伸/压缩)或剪切(平面或扭转)组织材料的动态力学特性测试分析。 这些特性通常用具有存储和损耗模量分量的复数动态模量表示。 储能模量可以与材料的刚度相关联,而损耗模量与通过塑性变形,内部摩擦,相对分子运动,弛豫过程,相变,形态变化等导致的样品内能量的损失相关。 动态特性提供了分子水平的信息,以了解材料的机械性能。 动态机械性能的评估对于表征非弹性性能(例如,粘弹性或多孔弹性)的材料的表征te别有用,这些材料的性能会随频率而变化。

该系统是能集成压缩、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。

特点

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

 

Biomomentum Mach-1™ 是一款专为生物材料与软物质设计的多轴微观力学测试系统,作为动态力学分析仪(DMA),它能精确测量材料在周期性振荡载荷下的粘弹性特性。 其核心优势在于将传统DMA的测量能力与独特的微观力学功能(如3D法向压痕绘图)结合在一个模块化平台上。

🎯 典型用途:主要测量哪些动态参数?

Mach-1™ 作为动态力学测试仪,主要用于表征材料的粘弹性(Viscoelasticity),这是生物组织和软材料(如软骨、水凝胶)的关键特性。

动态测试模式

核心原理

典型输出参数

典型应用场景

动态力学分析

对样品施加正弦振荡位移,测量其响应的动态力信号

储能模量(E' 或 G'):存储的弹性
损耗模量(E'' 或 G''):耗散的粘性
损耗因子(Tan δ):阻尼特性

评估关节软骨的阻尼性能、仿生水凝胶的动态刚度、组织工程的力学功能

应力松弛测试

快速施加固定应变,测量应力的衰减过程

松弛时间(τ)
平衡模量

研究椎间盘、皮肤、韧带等组织的应力随时间衰减的行为

蠕变测试

施加恒定载荷,测量样品的变形随时间的变化

蠕变柔量
稳态蠕变速率

评估骨水泥的长期变形、椎间盘在恒定载荷下的压缩行为

多频率扫描

在一系列不同频率下进行DMA测试

主曲线(通过时温叠加原理构建)
频率依赖性图谱

研究组织的频率响应特性,模拟不同运动速度下的力学行为

📋 使用场景:哪些研究需要用到它?

Mach-1的动态力学功能主要应用于以下四大类研究场景:

  1. 骨科与关节生物学研究

    • 评估关节软骨功能:这是最典型的应用。在模拟生理载荷的频率下(如0.01-10 Hz),对软骨进行动态压痕测试,其动态模量和Tan δ是评估其健康状态、检测早期骨关节炎(OA)退变的敏感指标

    • 研究半月板与椎间盘:测量这些承重组织在不同频率下的动态剪切模量和压缩模量,了解其在复杂力学环境下的功能

  2. 组织工程与再生医学

    • 工程化组织质检:对体外培养的工程化软骨、皮肤、肌腱等构建体进行无损动态力学测试,这是评估其是否具备移植功能的关键指标

    • 生物反应器模拟:可将系统置于培养箱内,在动态力学刺激下长期培养细胞/组织,研究力学环境对组织成熟和基质合成的影响。

  3. 生物材料与软物质研发

    • 水凝胶与软组织仿生体:为组织工程支架、药物递送载体或医用粘合剂进行DMA表征,精确调控其粘弹性以匹配天然组织

    • 软物质物理研究:研究聚合物、胶体、食品等软物质的流变学特性和微观结构动力学。

  4. 小动物模型与基础医学研究

    • 模式动物表型分析:例如,一项研究使用Mach-1对斑马鱼心脏进行动态力学测试( excitation frequencies at 0.1, 1, 1.4, and 2 Hz),以评估体内生物电子植入物(eBICS)的功能,展示了其在活体微观力学研究中的独特能力。

✨ 亮点优势:为何选择Mach-1进行动态力学测试?

与传统的商业DMA相比,Mach-1在生命科学领域展现出独特的优势:

  1. 独特的力-电耦合模块

    • 亮点:能够与机电测试腔室集成,在施加动态力学载荷的同时,原位测量样品(如软骨)产生的流动电位。这种独特的力-电耦合表征能力,为研究生物组织的功能提供了其他DMA无法比拟的视角

  2. 生理环境兼容性

    • 亮点:系统整体可放入标准细胞培养箱,测试腔室可充满PBS等生理盐水,在37°C、5% CO₂的液体环境下进行测试,完美模拟体内环境,确保细胞/组织在测试过程中的存活率

  3. 超宽的力学范围和灵敏度

    • 亮点:可处理的样品模量横跨3 Pa(极软组织)至 670 GPa(硬骨)。通过更换不同量程的传感器(力分辨率低至0.025 mN),既能精确表征柔软的脑组织或单根水凝胶纤维,也能测试高强度的骨材料

  4. 独有的3D曲面法向压痕功能

    • 亮点:Mach-1是全球唯一能在非平面、不规则的生物样品(如关节头)表面进行自动法向压痕测试的商业化系统。这一核心功能使其能精准评估在体或离体关节的真实功能

  5. 模块化与未来可升级性

    • 亮点:系统采用模块化设计,可随时添加多轴传感器、旋转台、高精度摄像头等硬件模块,以及DMA、3D绘图、多轴控制等软件插件,使其能随着研究需求的变化而不断升级,保护用户投资

总的来说,Biomomentum Mach-1™ 不仅是一台性能卓越的微观动态力学分析仪,更是一个能无缝集成力-电耦合测试生理环境模拟三维曲面绘图的多功能生物力学研究平台。它尤其适合需要在一台设备上完成从材料静态压缩到动态粘弹性、从力学表征到电生理信号检测的综合性研究团队。


动态机械力学分析应用视频:


Dynamic mechanical Analysis

Testing Procedure Rubber

Testing Procedure Hydrogel

Analysis Procedure

典型文献:







典型测试材料:

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