一种通过应力率测量来表征粘弹性的新型负载控制测试方法-02

我们提出了一种新的测试方法，称为sigma-dot方法，它是对epsilon-dot方法的补充。 ?????是基于不同恒定负载率下的测量结果，并且可以使用标准的力控制系统（例如液压测试机）或集成了力控制的机械测试系统的生物反应器，对生物材料和***进行粘弹性表征。

此类设备尤其适用于在细胞培养过程中对含细胞的水凝胶和粪便进行原位或在线机械表征。它们主要基于压力控制系统，例如活塞[23]或液压或真空泵（Flexcell○R FX-6000T）和压力调节器（Flexcell○R FX-5000C ，MechanoCulture TR）。位移可以通过多种策略来监控，包括激光传感器，超声成像或线性可变位移传感器（LVDT）。在商用系统中，MechanoCulture TR（MCTR）生物反应器（加拿大CellScale）允许在细胞培养过程中进行机械刺激和测量构建体的变形。它由9孔组成，每口井都有一个脚手架（或多孔结构），顶部有一个不锈钢梭子。培养板上覆盖着一层薄薄的柔性膜，并在每个穿梭管上方的磁体上放置了磁铁。当对井上方的空间进行加压时，膜会以已知的气体变形并压缩样品，同时使用霍尔效应传感器监控位移（图1）。由于磁铁固定在航天飞机上，因此压缩样品时，磁铁相对于霍尔效应传感器的距离，以及从传感器探测到的磁场，都会改变位移的“函数”。空气压力由压力调节器（大500 kPa）控制，其允许的操作范围为大约1–100N。

Cellscale细胞压缩系统完整说明-多组测试协议设置

Cellscale细胞压缩系统完整说明-多组测试协议设置

可能需要在测试过程中更改协议的测试序列。 您可能需要先以较小的压缩率然后以较大的压缩率测试样本。

下面的程序执行一个示例测试，该测试包括1000um压缩并保持2分钟，然后进行2000um压缩。

如果已知样品的横截面积，则可以从力数据中计算出应力信息。 如果样品高度已知，则可以从位置数据中计算出应变信息。

应力率测量粘弹性特性的负载控制试验方法

关键词：粘弹性应力率机械试验坡道响应力学试验生物材料

几种生物材料和生物***的机械反应强烈依赖于应用刺激的速率或频率。事实上，这些材料通常由弹性固相和粘性液相组成，通常是粘弹性的。例如，***细胞外基质(ECM)本质上是双相的，因为它由结构元素（主要是胶原蛋白和弹性蛋白）组成，赋予机械弹性和纤维间液体，由透明质酸、蛋白聚糖和糖蛋白组成，含水量根据不同的特定***而不同。此外，它们通常会随着时间的推移而变化，例如，由于生长、***或病理过程

CellScale生物材料测试是精密生物材料和力学生物学测试系统的行业标准”。我们的产品正在30多个***的学术和商业机构中使用。

生物细胞力学刺激培养文章

在不同应力或应变率下的单调试验已被广泛应用于研究***力学性质。通常，增加的载荷施加于材料，其变形作为施加载荷的函数测量，产生所谓的应力-应变曲线。然而，在这些试验中，加载速率对可由应力-应变曲线得到的机械参数（如表面弹性模量、抗拉/抗压强度和断裂强度）有很大的影响。此外，通过单调试验也不能得到描述粘弹性特性的参数。