測量多孔膠原蛋白生物支架的剛度、楊氏模量、表征-分析方法-資訊-生物在線

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測量多孔膠原蛋白生物支架的剛度、楊氏模量、表征

作者：杭州軒轅科技有限公司 2023-05-05T00:00 (訪問量:25025)

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●?借助功能強(qiáng)大而易于操作的軟件，用戶可以自由控制壓痕程序（載荷、位移等）。自動(dòng)處理曲線的流程，可以獲得數(shù)據(jù)和結(jié)果的快速分析




●?原始參數(shù)完整txt導(dǎo)出，便于后續(xù)復(fù)雜處理的需要


●?利用Hertz接觸模型從加載部分計(jì)算彈性模量，與常用的Oliver&Pharr方法相比，更為適合生物組織和軟物質(zhì)材料特性

如您對此感興趣，我們可以為您提供試樣服務(wù)

請聯(lián)系：19357158997（微信同號(hào)）郵箱：shun.deng@cellandforce.com



近期文獻(xiàn)



年 ?份期 ?刊題 ?目
2022Advanced Functional MaterialsEngineering Vascular Self-Assembly by Controlled 3D-Printed Cell Placement
2022BiomaterialsHydrogels derived from decellularized liver tissue support the growth and differentiation of cholangiocyte organoids
2021Biofabrication3D bioprinting of tissue units with mesenchymal stem cells, retaining their proliferative and differentiating potential, in polyphosphate-containing bio-ink
2021nature communicationsJanus 3D printed dynamic scaffolds for nanovibration-driven bone regeneration
2020Environmental Science & TechnologyEffect of Nonphosphorus Corrosion Inhibitors on Biofilm Pore Structure and Mechanical Properties
2020Acta BiomaterialiaA multilayer micromechanical elastic modulus measuring method in ex vivo human aneurysmal abdominal aortas









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抽象

用于組織重建的I型膠原支架通常具有受損的機(jī)械特性，例如剛度有限和缺乏強(qiáng)度。本研究提出了一種新技術(shù)，通過用濃縮鹽溶液處理來微調(diào)膠原蛋白支架的剛度和生物降解性。膠原蛋白支架通過鑄造、冷凍和凍干過程制備。支架用90%飽和鹽溶液處理，鹽取自Hofmeister系列，然后進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)。用由二價(jià)陽離子和一價(jià)陰離子組成的鹽處理，例如CaCl2，導(dǎo)致支架快速收縮至原始表面積的約 10%。有效鹽主要在霍夫邁斯特系列的離液末端。收縮的支架比不收縮的對照支架硬10倍以上，并且顯示出孔徑減小和腫脹，組織較少的膠原纖維。這種效應(yīng)可以精確到單個(gè)膠原蛋白分子的水平，并表明收縮效應(yīng)是由三螺旋內(nèi)穩(wěn)定氫鍵的破壞驅(qū)動(dòng)的。鈣中無鈣沉積物2處理過的支架。與H相比，大鼠皮下植入顯示出相似的生物相容性2O和NaCl處理支架，但減少了細(xì)胞內(nèi)流并增加了結(jié)構(gòu)完整性，3個(gè)月后沒有顯著降解的跡象。綜上所述，高濃度離液鹽可用于調(diào)節(jié)膠原支架的力學(xué)特性，而不影響生物相容性。該技術(shù)可用于再生醫(yī)學(xué)中，以加強(qiáng)膠原蛋白支架以更好地順應(yīng)周圍組織，但也可用于例如緩釋藥物輸送系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)部分

?剛度的測定

?

氯化鈣的剛度2、氯化鈉和氫2用PIUMA納米壓頭測量O處理過的膠原蛋白支架（Optics11，荷蘭阿姆斯特丹;圖 3A）。16在測量之前，將支架在PBS中孵育30分鐘，然后在PBS中的60%牛血清白蛋白中進(jìn)行5分鐘的鈍化步驟，以防止探針粘附在支架上。每個(gè)樣品在25×1 mm的網(wǎng)格中進(jìn)行1個(gè)壓痕，單個(gè)壓痕之間的距離為200μm（圖3B）。對于軟樣品，壓頭探頭的剛度為 0.05 N m?1對于較硬的樣品，使用剛度為 0.47 N m 的探頭?1.兩個(gè)探頭的尖端直徑均為180μm。壓痕深度，以 5 μm s 的速度達(dá)到?1，為15μm，探針保持在原位2秒（壓痕時(shí)間）。每種腳手架類型獨(dú)立測量3次。

結(jié)果

使用納米壓痕評估剛度（圖3）。氯化鈣2、氯化鈉和氫2O處理過的支架獨(dú)立測量三次，每個(gè)支架在不同位置有25個(gè)壓痕（圖3B）。氯化鈣2腳手架 （7.4 × 103Pa）比NaCl更硬（1.2×103帕）和H2O 處理支架 （4.4 × 102Pa）如（圖3C）所示。峰值顯示剛度大于 3.0 × 104Pa，最有可能的是當(dāng)尖端正好凹進(jìn)在多孔支架中的膠原蛋白結(jié)構(gòu)頂部時(shí)，表明CaCl的剛度2處理過的膠原蛋白材料高于 7.4 × 103帕。

。3?使用納米壓痕進(jìn)行機(jī)械表征。（A）PIUMA納米壓痕設(shè)備的工作機(jī)理：探針（1）連接到懸臂（2）壓痕樣品（3）并彎曲通過。彎曲程度通過光纜（4）測量并轉(zhuǎn)換為剛度。（B）用代表性SEM圖像可視化的支架上的壓痕位置。（C） 氯化鈣的剛度2、氯化鈉和氫2用PIUMA納米壓痕儀測量O處理過的支架。每個(gè)條件一式三份進(jìn)行測試，每個(gè)支架有 25 個(gè)壓痕。條形表示均值±均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差。單因素方差分析與邦弗朗尼事后檢驗(yàn)。

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Optics11成立于2011年，是阿姆斯特丹自由大學(xué)(VU)的衍生組織。從那時(shí)起，這家初創(chuàng)公司的收入和員工持續(xù)增長，成為荷蘭發(fā)展最快的公司之一，并具有國際影響力。Optics11 Life提供功能強(qiáng)大的新型納米壓痕儀，與傳統(tǒng)的同類產(chǎn)品相比，使用方便、功能多樣、堅(jiān)固耐用。主要用于測量復(fù)雜、不規(guī)則的生物材料，如單細(xì)胞、組織、水凝膠和涂層的機(jī)械性能。

Piuma Nanoindenter

生物組織、軟物質(zhì)材料力學(xué)性能測試的新方法

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Piuma是功能強(qiáng)大的臺(tái)式儀器，可探索水凝膠、生理組織和生物工程材料的微觀機(jī)械特性。表征尺度從宏觀直至細(xì)胞。專為分析測試軟材料而設(shè)計(jì)，測量復(fù)雜和不規(guī)則材料在生理?xiàng)l件下的力學(xué)性能。杭州軒轅科技有限公司

主要優(yōu)勢

●?內(nèi)置攝像鏡頭，方便實(shí)時(shí)觀察樣品臺(tái)

●?實(shí)時(shí)分析計(jì)算測量結(jié)果，原始數(shù)據(jù)并將以文本文件存儲(chǔ)，方便任何時(shí)候?qū)隓ataviewer軟件進(jìn)行復(fù)雜處理

●?探針經(jīng)過預(yù)先校準(zhǔn)，即插即用。對于時(shí)間敏感的樣品確保了快速測量

●?光纖干涉MEMS技術(shù)能夠以無損的方式測量即使是最軟的材料，并保證分辨率。同時(shí)探針可以重復(fù)使用Piuma軒轅納米壓痕儀Piuma軒轅納米壓痕儀

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技術(shù)參數(shù)

模量測試范圍
5 Pa - 1 GPa
探頭懸臂剛度0.025 - 200 N/m
探頭尺寸(半徑)
3 - 250 μm
最大壓痕深度100 μm
傳感器最大容量200
測試環(huán)境air, liquid (buffer/medium)
粗調(diào)行程
X*Y：12×12 mm ? ? ? ? ?Z：12 mm
加載模式
Displacement / Load* / Indentation*
測試類型
準(zhǔn)靜態(tài)(單點(diǎn)，矩陣)
蠕變，應(yīng)力松弛
DMA動(dòng)態(tài)掃描?(E', E'', tanδ)

                                

                                     

                                         

                                             杭州軒轅科技有限公司
                                             商家主頁
                                         

                                    

                                    

                                        
地 址： 德信AI產(chǎn)業(yè)園c棟

                                        
聯(lián)系人： 鄧順

                                        
電 話： 19357158997

                                        
傳 真： 0571-87089231

                                        
Email：shun.deng@cellandforce.com


                                    

                                

                                

                                    
                                    

                                        
相關(guān)咨詢

                                    

                                    

                                        

                                            CellScale UniVert（拉伸強(qiáng)度測試儀）的論文介紹-水凝膠萬能試驗(yàn)機(jī)
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