用压痕试验验证粘结剂喷射制造零件的力学性能

为了弄清楚由增材制造（AM）制造的自由形式生物医学部件的机械性能，引入了仪器压痕测试（IIT）以从部件的自由表面测量杨氏模量。作为比较，该研究还与IIT一起进行了其他几种不同的方法来测量有效杨氏模量。使用专门设计的测试机Mach-1TM进行IIT，三点弯曲和压缩测试。使用相同的粘合剂喷射机对标准气缸零件进行传统的压缩测试，三维表面形貌仪价格，将其作为测试材料的基准。考虑了三种具有相对密度不同的单元结构，三维表面形貌仪价格，分别是实心部分，网格尺寸为1.0mm的部分和网格尺寸为1.5mm的部分。与从传统测试机和三点弯曲获得的基准测试结果相比，IIT在测量固体和晶格自由形式样品时误差为15％。通过初步结果，材料的孔隙率以及测针的大小和晶格的大小在很大程度上影响了误差。

大鼠膝关节表面内侧后的压痕和厚度映射系统

将同一只动物的2条闭合的鼠膝关节（MMT手术的右侧对侧对照关节和左侧关节）运送到我们的工厂过夜。 到达后，我们在处理小动物关节方面有丰富经验的研究主管，精心提取了胫骨平台，股骨远端和骨。 然后将每个关节表面连接到我们的多轴力学测试仪（配备17N多轴测力传感器，球形压头（D = 0.5 mm）和26G针形探头的Mach-1型v500css）上以执行自动压痕和厚度映射。 在进行这些非破坏性测试之后， 将样品固定，包装和运回以进行后续的组织学分析。

使用法线应力松弛曲线（法线球面压痕）和载荷vs位移曲线（ 针头穿透） 进行分析，以计算每个映射位置的瞬时模量（MPa）和厚度（mm）。 这些高分辨率的映射（每表面?80个位置）可以检测到较硬的区域（建议骨骼暴露），与未经的右控制膝相比，较硬区域由被的左膝的胫骨平台内侧的异常柔软的和股骨髁（膝盖病变）所包围。与对照组相比，三维表面形貌仪，受测髌骨的映射还显示出受治过膝盖的刚度急剧下降。 这些初步结果证明了该技术在了解MMT手术后膝关节的功能障碍以及跟进诱导性退化的发展方面的潜力。  

半月板力学测试分析仪

使用了Mach-1力学测试仪来确定两个结缔组织（ 和半月板）的机电性能。

由于组织的刚度和压缩产生的电场或流动电势对组织的生化成分敏感，因此将测试仪与可测量这些电信号的电极阵列耦合。 这项研究的目的是建立正常和退化的结缔组织的生化组成与机电性能（ 刚度和流动电势）之间的联系 。

半月板是一种类似于的组织，但更柔软且带电较少。 在这种情况下， 将样品从各个区域切成五个3毫米的圆盘（ 约1-2毫米厚）。 测量了无侧限压缩下的动态刚度和流电势分布。 应当注意的是，三维表面形貌仪价格，半月板的流动电势比低约10倍（ 请考本案例研究的部分）。 这些结果还表明，与中间区域（ 圆盘3和5）相比，半月板内部（ 圆盘1和2）的表面上的动态刚度和流动电势分布更高。 预期这些结果与半月板的蛋白聚糖含量直接相关。

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