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在材料科學和工程領域，對材料微小尺度下的力學性能進行準確評估是至關重要的。納米壓痕儀作為一種精密的測試設備，能夠以納米級的分辨率測量材料的硬度、彈性模量等力學性質。這種技術的應用不僅有助于研發新材料，還為現有材料的性能優化提供了重要信息。壓痕儀的工作原理基于精密的壓入技術。它使用一個極細的探針，通常是金剛石制成，對準樣品表面進行壓入。通過連續記錄探針對樣品的壓入深度和施加的力，壓痕儀能夠計算出材料的硬度和彈性模量。這一過程通常涉及到復雜的力學模型，如奧利弗和帕姆方程，以確保測...

類器官是具有與活體器官相似生理結構和功能的三維組織培養物。與傳統的二維細胞培養相比，類器官在體外提供了更準確的環境表征。類器官提供了一個研究3D力學方面的框架，將機械生物學整合到類器官技術中可以創建更多與生理相關的體外模型。這些機械特性揭示了機械力如何決定類器官的表型、形態和功能。然而，評估類器官的機械特性可能是復雜和耗時的，通常涉及損害其固有機械特性的固定方法。Optics11Pavone簡化了類器官評估的解決方案：通過易用的工作流程，不需要專業操作人員或廣泛培訓，最大限度...

水凝膠是生物醫用領域的重要生物材料，也是研究熱點。但人體內細胞與組織的微環境和調控機制復雜，水凝膠的應用仍存在一些待解決的疑問。隨著生物力學的發展，越來越多的研究者發現除水凝膠的材料及生物學特性以外，生物力學特性也是調控細胞功能、影響組織再生修復的關鍵因素之一。水凝膠是一種以水為分散介質的三維網絡結構聚合物材料，因其良好的生物相容性、藥物負載和緩釋特性、多孔結構、滲透性和親水性，尤其是其高度類似于人體組織的吸水及保濕能力，一直是組織工程與再生醫學的研究熱點。細胞外基質(ECM...

在現代工程領域中，對材料進行嚴格的測試和分析是確保其質量和性能的關鍵步驟。為了滿足這一需求，科學家們開發了各種先進的試驗設備，其中就包括原位雙軸力學試驗機。這種設備不僅能夠模擬真實的工程環境，還能夠提供準確的數據，幫助工程師們更好地理解和改進材料的性能。這是一種專門用于進行材料力學性能測試的設備。它的主要特點是可以在雙軸加載的情況下，對材料進行原位的力學性能測試。這意味著，在進行測試的過程中，材料可以保持在其實際使用的環境中，從而得到更準確的測試結果。雙軸力學試驗機的主要組成...

內皮細胞(EC)排列在血管腔表面，在健康和疾病中調節血管功能方面發揮著顯著作用。研究表明，EC控制血管張力、通透性、炎癥，甚至血管的生長和消退。由于EC對血管系統內血流和血壓產生的剪切應力和周向應變均具有機械敏感性，因此對血管穩態至關重要。具體來說，EC在糖尿病和動脈粥樣硬化等病理條件下會出現功能障礙。內皮功能障礙通常是血管形態改變的結果，并且是許多病理和疾病狀態的標志，例如動脈粥樣硬化、糖尿病、高血壓和炎癥。內皮細胞持續暴露于剪切應力，這是由血管腔表面上的血流產生的。剪切應...

在生物醫學研究中，細胞拉伸儀是一種常用的工具，用于研究細胞在不同應力下的生理反應。這種儀器的主要組成部分是一個可以對細胞施加特定應力的培養皿。為了保證實驗的準確性和重復性，培養皿的密閉性是至關重要的。下面將詳細介紹拉伸儀培養皿的密閉技術及其重要性。首先，我們需要了解為什么需要密閉培養皿。在細胞拉伸實驗中，細胞需要在一定的應力下生長和分裂。如果培養皿不是全密閉的，那么細胞可能會受到外界環境的影響，如溫度、濕度、氣體濃度等，這些因素都可能改變細胞的生長狀態和生理反應。此外，如果培...

邊緣效應(EdgeEffect)是指在利用96孔（或更多）培養板進行細胞培養時，處在周邊及四個角孔中的細胞通常會表現出異常的現象。產生邊緣效應的原因1.溫度：聚苯乙烯本身為不良熱導體，將板從室溫（25℃左右）置于37℃的溫箱，隨著孔板升溫，在外周孔與中心孔之間可能存在熱力學梯度。2.蒸發：在培養箱經常開關的情況下，由于位置效應，邊緣孔的濕度較中間孔更低，水分揮發的現象就更為嚴重。容易造成四周培養基的體積會明顯少于中間孔，而四個角落則更甚。對于長時間周期的研究來說，這是一個不容...

牛津大學工程科學系(DepartmentofEngineeringScience,UniversityofOxford)的AntoineJerusalem團隊，在CommunicationsPhysics上發表的一項研究中，使用鈣成像和納米壓痕的定制實驗裝置來量化暴露于臨床濃度1%異氟醚氣體的背根神經節衍生神經元的放電活動和機械特性，來探究全身麻醉劑影響細胞微觀結構和潛在力學的改變。他們發現異氟烷在不同的暴露階段同時動態地改變細胞粘彈性和功能活性。神經元的3種處理方式流動1%...