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誠信經(jīng)營質(zhì)量保障價格合理服務(wù)完善生物樣品力學相關(guān)的指標涉及多個層次(組織、細胞、分子)和不同力學行為(彈性、粘性、塑性、粘彈性等)。以下是一些常見的力學指標及其應用場景:
彈性模量(Elastic Modulus)
楊氏模量(Young's Modulus, E):單軸拉伸或壓縮下的應力-應變比。
剪切模量(Shear Modulus, G):剪切應力與剪切應變之比。
體積模量(Bulk Modulus, K):材料抵抗體積壓縮的能力。
定義:材料抵抗彈性變形的能力,包括:
應用:骨骼、軟骨、血管等組織的剛度表征。
泊松比(Poisson's Ratio, ν)
定義:材料在單軸拉伸時橫向應變與軸向應變的比值。
應用:評估生物材料在受力時的體積變化特性(如軟組織通常接近不可壓縮,ν≈0.5)。
硬度(Hardness)
定義:材料抵抗局部塑性變形(如壓痕)的能力。
測試方法:納米壓痕(Nanoindentation)、顯微壓痕。
應用:骨骼、牙齒、細胞或細胞外基質(zhì)的力學性能評估。
屈服強度(Yield Strength)
定義:材料從彈性變形過渡到塑性變形的臨界應力。
應用:評估生物材料(如骨、肌腱)的塑性失效閾值。
極限強度(Ultimate Strength)
定義:材料在斷裂前能承受的最大應力。
應用:骨骼、韌帶、血管的斷裂風險評估。
粘彈性參數(shù)
儲能模量(Storage Modulus, E'):材料儲存彈性形變能量的能力。
損耗模量(Loss Modulus, E''):材料耗散能量的能力(與粘性相關(guān))。
損耗因子(Loss Tangent, tanδ):E''/E',反映材料的粘彈性比例。
應用:軟骨、皮膚、聚合物水凝膠的動態(tài)力學分析。
應力松弛(Stress Relaxation)
定義:在恒定應變下,應力隨時間逐漸降低的現(xiàn)象。
關(guān)鍵參數(shù):松弛時間(τ)、剩余應力。
應用:評估軟組織(如肌肉、血管)的力學響應。
蠕變(Creep)
定義:在恒定應力下,應變隨時間逐漸增大的現(xiàn)象。
關(guān)鍵參數(shù):蠕變速率、穩(wěn)態(tài)蠕變應變。
應用:研究韌帶、肌腱的長期變形行為。
滯后(Hysteresis)
定義:加載-卸載循環(huán)中應力-應變曲線的能量耗散。
應用:分析生物材料(如心臟瓣膜、動脈)的循環(huán)載荷性能。
斷裂韌性(Fracture Toughness, K<sub>IC</sub>)
定義:材料抵抗裂紋擴展的能力。
應用:骨骼、牙齒的抗斷裂性能評估。
疲勞極限(Fatigue Limit)
定義:材料在無限次循環(huán)載荷下不失效的最大應力幅值。
應用:人工關(guān)節(jié)、心血管支架的耐久性設(shè)計。
粘度(Viscosity, η)
定義:流體抵抗剪切流動的能力。
應用:血液、黏液、細胞質(zhì)流變學分析。
剪切稀化(Shear Thinning)
定義:流體粘度隨剪切速率增加而降低的現(xiàn)象(如血液)。
應用:微血管血流動力學研究。
細胞剛度(Cell Stiffness)
測試方法:原子力顯微鏡(AFM)、光鑷(Optical Tweezers)。
應用:癌細胞與正常細胞的力學差異分析。
粘附力(Adhesion Force)
定義:細胞或分子間的結(jié)合力。
應用:細胞-基質(zhì)相互作用、病原體入侵機制研究。
膜張力(Membrane Tension)
定義:細胞膜抵抗形變的能力。
應用:紅細胞變形性、細胞吞噬過程分析。
宏觀尺度:萬能材料試驗機(拉伸/壓縮/彎曲測試)。
微觀尺度:原子力顯微鏡(AFM)、納米壓痕儀。
動態(tài)測試:動態(tài)力學分析儀(DMA)、流變儀。
活體/原位測試:微流控技術(shù)、活細胞成像結(jié)合力學加載。
組織工程:支架材料力學性能匹配。
疾病診斷:癌組織硬度變化(如乳腺癌的彈性成像)。
仿生材料:模擬天然生物材料的力學行為。
手術(shù)規(guī)劃:預測組織在手術(shù)中的變形與損傷。
需要根據(jù)具體生物樣品(如骨、軟骨、血管、細胞)和研究目標選擇合適的指標及測試方法。