生物力学仪器推荐之DeepSeek

一、生物力学测试仪器

1. 生物力学试验机（动态疲劳试验机）

功能 ：测试水凝胶、骨骼、肌肉、人工关节、生物材料等的拉伸、压缩、弯曲、剪切等力学性能。模拟长期力学载荷，测试材料或器械的耐久性

特点 ：

支持高频循环加载（如骨水泥的百万次弯曲疲劳测试）。

可集成温控模块，模拟体内环境（37℃生理盐水浸泡）。

应用 ：骨科植入物（骨板、螺钉）的疲劳测试。心血管支架、人工椎间盘的疲劳寿命评估。韧带、肌腱的拉伸强度分析。生物材料（如胶原支架）的弹性模量测量。

代表型号 ： Univert （加拿大CellScale）

2. 双轴力学测试系统

功能 ：测试生物样品的各向异性、非线性应力-应变关系、 应力松弛，能量耗散、胶原纤维分布、粘弹性、径、周向生物力学、刚度、强度、交联、切除术前后对比

特点 ：

生物爪夹具可测量低至0.4cm大小样品。

可集成温控模块，模拟体内环境（37℃生理盐水浸泡）。

应用 ：巩膜、角膜、基质透镜、瓣膜、心肌、血管、组织工程支架、食道、气管、椎间盘、纤维环、关节囊、肌腱、皮肤、肌肉、薄膜

代表型号 ： Biotester （加拿大CellScale）

3. 冲击试验机

• 功能 ：测试材料在高速冲击下的力学响应（如骨折能量吸收）。

• 应用 ：头盔、防护材料的抗冲击性能研究。

  
  

二、细胞力学研究仪器

1. 细胞拉伸仪（Cell Stretching System）

原理 ：通过机械装置对培养的细胞施加可控拉伸力，模拟体内力学环境（如血管壁周期性扩张）。

技术参数 ：应变范围：1%~30%（可编程波形：正弦波、方波等）。

频率 ：0.1~2 Hz。

兼容性 ：适配常规培养皿或定制腔体，支持活细胞成像。

应用 ：研究机械应力对细胞分化（如干细胞成骨分化）的影响。心肌细胞在周期性拉伸下的电生理变化。

代表型号 ：Flexcell Tension System（美国）、 Cell Tank（国产） 。

2. 微流控剪切应力系统

功能 ：通过微流控芯片产生可控流体剪切力，模拟血液循环对血管内皮细胞的作用。

特点 ：剪切力范围：0.1~50 dyn/cm²（与生理条件匹配）。支持共培养（如内皮细胞与平滑肌细胞交互研究）。

应用 ：动脉粥样硬化、肿瘤细胞转移的力学机制研究。

代表型号 ：Flexcell  System（美国）、 ShearForcer（国产） 。

3 . 原子力显微镜（AFM）

功能 ：纳米级分辨率下测量单细胞或生物分子的力学特性（弹性模量、粘附力）。

模式 ：

力谱模式：探针压入细胞表面，获取力-位移曲线，计算杨氏模量。

动态模式：高频振动探针，分析细胞粘弹性。

应用 ：癌细胞与正常细胞的力学差异（如乳腺癌细胞更软）。药物作用后细胞硬度的变化。

4. 光镊（Optical Tweezers）

• 原理 ：利用激光捕获微米级颗粒（如微球、细胞器），施加皮牛级作用力。

• 应用 ：

• 测量分子马达（如肌球蛋白）的步进力。

• DNA/蛋白质单分子的拉伸与折叠力学分析。

5. 磁镊（Magnetic Tweezers）

• 功能 ：通过磁场操控磁性微球，施加可控扭矩或拉力。

• 优势 ：可长时间稳定施力，适合研究细胞膜受体力学信号传导。

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三、微观力学分析仪器

1. 生物纳米压痕仪（Nanoindenter）

功能 ：高精度测量软材料（细胞、水凝胶）的硬度、蠕变、应力松弛。多孔弹性等复杂力学性能，填补传统手段的空白

技术亮点 ：

光纤探针技术（Fiber On Top），结合干涉仪反馈，

精度达纳米级支持动态机械分析（如应力松弛、蠕变测试）

技术参数 ：

杨氏模量：5Pa-1Gpa。

位移分辨率：0.2um。

应用 ：组织工程材料的微观力学性能变化、细胞力学行为研究

代表型号 ： Piuma、Chiaro、Pavone（荷兰optics 11 life）

2. 微球压缩测试系统

功能 ：测试系统可用于确定微小的组织样品、细胞聚集体、水凝胶微球和组织工程支架多种材料的应力和应变特性

特点：

可测量低至50um样品力学性能。

可集成温控模块，模拟体内环境（37℃生理盐水浸泡）。

应用 ：人工晶状体、细胞聚集体、水凝胶（球）、人工血管、鱼卵、蛛丝、微针、薄膜

代表型号 ：Microtester（加拿大CellScale）

3. 微管吸吮系统（Micropipette Aspiration）

• 原理 ：用微管对细胞膜局部施加负压，观察变形量以计算细胞膜张力。

• 应用 ：红细胞变形性研究（如疟疾感染后细胞刚性增加）。

  
  

四、辅助与成像设备

1. 活细胞成像系统

• 功能 ：结合力学加载装置，实时观察细胞受力后的形态变化（如荧光标记的细胞骨架重组）。

• 代表技术 ：共聚焦显微镜（如Zeiss LSM 980）与拉伸仪联用。

2. 流式细胞仪（Flow Cytometry）

• 力学相关应用 ：通过细胞变形性分析（如微流控通道内变形速率）间接评估力学特性。

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