软组织和生物材料试验机测试问题和方法

由于软组织和生物材料的特殊性，软组织和生物材料试验机测试问题和方法在实际测试中经常遇到的两个问题，阐述一下解决方案，如测试拉伸工装固定装置和精确的应变测量装置。

电子不易滑脱冷冻式夹持夹具，关键是用半导体制冷片，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。是利用半导体材料的Peltier效应。当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时,在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量,可以实现制冷的目的。在生物力学实验中经常会碰到生物软组织夹持固定的难题。以往的夹持方法都是采用坚硬的金属夹具对组织块进行钳夹,对于硬度高的组织如骨还可行,但对于生物软组织如肌肉、肌腱、韧带、皮肤和水凝胶等就很难。软组织柔软湿滑的特性使其被稳固夹持非常困难。传统方法是利用夹具与软组织之间接触面产生的摩擦力来发挥作用的,如手动式或气动是拉伸固定装置，而生物软组织具有强烈的黏弹特性,摩擦力仅仅是作用于其表面,其内部受力与外部受力是不同的。在夹持固定的过程中势必形成应力集中导致软组织的打滑脱落和损伤,所以必须有一种均衡应力的无创夹持方法来解决这一问题。运用冷冻技术提高软组织硬度使之与夹头牢固结合成一体是一种有效的方法。软组织被冷冻后硬度明显提高,夹具的作用力可以较均衡地传递到冻结区域的软组织,并通过冻结区域将应力均匀传递到非冻结区。冷冻夹持是靠液膜冰或四周溶液冰紧固,紧固力均匀一致,不会让材料夹伤变形,冷冻本身能消除钳夹应力,可提高材料与夹头稳固连接。这就为过去难以加工的韧、黏性材料,难以夹持的工件,特别是成型件的加工提供了新的解决途径，

视频引伸计 常用于精确测定处于机械载荷作用下的生物材料。由于生物软组织，如肌腱、韧带、肌膜、皮肤、肠膜和水凝胶等生物材料的脆弱特性，夹持式的引伸计无法满足生物材料的测试，视频引伸计是测量这些生物材料试样拉伸应变的理想解决方案。我们的视频引伸计采用高分辨率数字照相机和先进的实时图像处理，实现横向或纵向或整个场精确测量，是FEA有限元载荷测试的验证的有效手段。因为这些生物试样是柔软、潮湿的，并且颜色不同，获取应变数据的难点在于标记技术，并且生物材料一般是要求再水浴环境中进行测试。因此不需要在样品上做标记，客服了因需要标记生物样品所带来的种种影响，比如标记点在盐水浴中淡化和脱落等等现象。对于需要微观材料力学研究的， 视频引伸计 可以加装在显微镜上。