专利名称：生物软组织各向异性纳米压入测试台及利用该测试台进行纳米压入实验的方法
技术领域：
本发明涉及一种测试台，特别是涉及生物软组织各向异性纳米压入测试台本发明还涉及利用上述的测试台进行纳米压入实验的方法。
背景技术：
当前纳米尺度力学性能测试已经成为生物材料微结构力学性能检测的有力工具， 已经广泛的用于牙齿、骨骼等微结构力学性能的研究。然而生物软组织纳米尺度力学测试却存在着许多问题，首要问题就是材料的制备与夹持，通常软质试样所采用的试样制备方式主要是直接粘接与冷镶嵌，将含水量较大的生物软组织粘接在试样台上，优点是实验效率高，准备试样所需时间较短，然而粘接所用粘结剂都会不同程度的对实验材料进行脱水， 测试完成后含水量较大的肌肉、血管等等已经变成羊皮纸状，并与试验台脱开，既影响实验的可信度又加大了误差。冷镶嵌保证了生物材料可以与试样台接触良好并可防止材料在压入过程中的错动，然而冷镶嵌所需时间较长不能很好的保证材料的生物活性，且冷镶嵌依然会对生物材料进行脱水使得测量得到的硬度与弹性模量均高于材料本身的力学性能。冷镶嵌难以对材料进行保湿实验，使得被测表面水分散失，影响测量可信度。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种在保证检测试样生物活性，避免检测试样表面水分散失，提高检测实验可信度，减小检测实验误差而且提高检测实验效率的生物软组织各向异性纳米压入测试台。本发明的生物软组织各向异性纳米压入测试台，其特征在于包括台体，所述台体上部中间设有容置测试样品的容置洞，所述台体上部设有可螺旋地旋入容置洞覆盖所述容置洞顶部的旋盖体并压紧所述测试样品，所述旋盖体上设有观察孔，所述旋盖体数量为两个，所述旋盖体上的观察孔分别为圆形和矩形，所述容置洞内可滴入保持测试样品湿度的保湿溶液。本发明的生物软组织各向异性纳米压入测试台还可以是所述容置洞位于所述台体中央位置处。所述旋盖体外壁设有外螺纹，所述台体容置洞壁上设置内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹螺旋连接。本发明的生物软组织各向异性纳米压入测试台，由于包括台体，所述台体上部中间设有容置测试样品的容置洞，所述台体上部设有可螺旋地旋入容置洞覆盖所述容置洞顶部的旋盖体并压紧所述测试样品，所述旋盖体上设有观察孔，所述旋盖体数量为两个，所述旋盖体上的观察孔分别为圆形和矩形，所述容置洞内可滴入保持测试样品湿度的保湿溶液。这样相对于现有技术而言具有的优点为由于测试试样整体浸在保湿作用的溶液中，保证检测试样的水分不会散失，保证试样的生物活性，提高检测可信度、而且检测实验的试样
3准备时间缩短，检测实验效率提高。本发明还提供了一种利用上述测试台进行纳米压入实验的方法，使用该测试台进行纳米压入实验，可以保证检测试样的保湿效果，保证检测试样的生物活性，避免检测试样表面水分散失，提高检测可信度，减低检测误差，而且大大缩短检测样品的制作时间，提高检测效率。本发明的利用上述检测台进行纳米压入实验的方法，为在所述测试台的容置洞内滴入一滴溶液，将检测的试样平铺于容置洞底部，当检测的试样进行压入方向垂直于生物组织表面或切割方向平行于生物组织表层的结构层，将检测的试样切割为圆片状，平铺于容置洞底部，再滴入一滴溶液，使溶液完全覆盖检测试样表面，使用观察孔为圆形的旋盖体旋入容置洞并压紧检测试样，调节容置洞内溶液至规定高度；当检测的试样进行压入方向垂直于生物材料表面纵向切割面，将检测试样切割为条片状，平铺于容置洞底部，再滴入一滴溶液，使溶液完全覆盖检测试样表面，使用观察孔为矩形的旋盖体旋入容置洞并压紧检测试样，调节容置洞内的溶液至规定高度；然后将所述压紧检测试样的测试台装入纳米压痕仪的卡台中进行测试。本发明的利用上述检测台进行纳米压入实验的方法，由于其采用了上述的检测台和上述检测方法，检测试样浸在溶液中保证检测试样的生物活性，避免检测试样表面水分散失，提高检测可信度，降低检测的误差，而且制作检测样品的时间大大缩短，提高检测效率。
图1本发明生物软组织各向异性纳米压入测试台实施例剖视图。图2本发明生物软组织各向异性纳米压入测试台实施例俯视图。图3本发明生物软组织各向异性纳米压入测试台的带圆孔观察孔的旋盖体剖视图。图4本发明生物软组织各向异性纳米压入测试台的带圆孔观察孔的旋盖体俯视图。图5本发明生物软组织各向异性纳米压入测试台的带矩形观察孔的旋盖体剖视图。图6本发明生物软组织各向异性纳米压入测试台的带矩形观察孔的旋盖体俯视图。图7本发明生物软组织各向异性纳米压入测试台的台体剖视图。图8本发明生物软组织各向异性纳米压入测试台的台体俯视图。图9本发明生物软组织各向异性纳米压入测试台实施例1测试结果图。图10本发明生物软组织各向异性纳米压入测试台实施例2测试结果图。图11本发明生物软组织各向异性纳米压入测试台实施例3测试结果图。图号说明1…台体2…容置洞3…旋盖体4…观察窗
具体实施例方式下面结合附1至图11对本发明的生物软组织各向异性纳米压入测试台及利用该测试台进行纳米压入实验的方法作进一步详细说明。本发明的生物软组织各向异性纳米压入测试台，请参考图1至图8，包括台体1，所述台体1上部中间设有容置测试样品的容置洞2，所述台体1上部设有可螺旋地旋入容置洞 2覆盖所述容置洞2顶部的旋盖体3并压紧所述测试样品，所述旋盖体3上设有观察孔，所述旋盖体3数量为两个，所述旋盖体3上的观察孔分别为圆形和矩形，所述容置洞2内可滴入保持测试样品湿度的保湿溶液。这样，相对于现有技术而言具有的优点为由于测试试样可以整体浸在保湿作用的溶液中，保证检测试样的水分不会散失，保证试样的生物活性，提高检测可信度、而且由于制作检测样品只需要滴入溶液加入检测试样再滴入试样，然后旋入旋盖体3压紧试样，并再滴入溶液即可劲儿完成检测样品，检测实验的样品准备时间缩短，检测实验效率提高。当然，本发明的生物软组织各向异性纳米压入测试台，进一步优选的技术方案为所述容置洞2位于所述台体1中央位置处。这样检测方便移动位置，而且方便定位。另外具体的旋盖体3与容置洞2的结合结构可以是所述旋盖体3外壁设有外螺纹，所述台体1 容置洞2壁上设置内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹螺旋连接。当然还可以是其他的结合结构，只要是旋盖体3可以旋入容置洞2将检测试样压紧即可。本发明的利用上述的测试台进行纳米压入实验的方法，检测的试样进行压入方向垂直于生物组织表面或切割方向平行于生物组织表层的结构层，将检测的试样切割为圆片状，平铺于容置洞2底部，再滴入一滴溶液，使溶液完全覆盖检测试样表面，使用观察孔为圆形的旋盖体3旋入容置洞2并压紧检测试样，调节容置洞2内溶液至规定高度；当检测的试样进行压入方向垂直于生物材料表面纵向切割面，将检测试样切割为条片状，平铺于容置洞2底部，再滴入一滴溶液，使溶液完全覆盖检测试样表面，使用观察孔为矩形的旋盖体 3旋入容置洞2并压紧检测试样，调节容置洞2内的溶液至规定高度；然后将所述压紧检测试样的测试台装入纳米压痕仪的卡台中进行测试。通过上述步骤，可以用最短的时间制作出检测样品，而且检测样品上表面和下表面均有保湿的溶液，因此，保证检测试样的生物活性，提高检测的可信度，降低检测的误差，提高检测效率。实例1检测实验材料羊腿骨板上大块软骨，压入方向垂直于软骨自然表面，检测实验材料切成15mm直径圆片作为检测试样，在检测台的容置洞2内滴入一滴保湿的溶液，将检测试样平铺在容置洞2底部，再滴一滴溶液，然后使用带圆孔观察窗4的旋盖体3压住检测试样，通过观察窗4用滴管调节旋盖体3内溶液高度，然后将整体测试台装入纳米压痕仪的卡台上。压入时选用压头为安捷伦公司生产的Flat end cone压头，表面接近敏感系数为 40%，压入深度为5000nm，所获的结果如图9所示。实施例2检测实验材料羊腿骨板上大块软骨，压入方向垂直于软骨自然表面的纵向切割面，将检测实验材料用切片机切成6mmX15mm的带状切片作为检测试样，在检测台的容置洞 2内滴入一滴保湿的溶液，将检测试样平铺在容置洞2底部，再滴一滴溶液，然后使用带矩形观察窗4的旋盖体3压住检测试样，通过观察窗4用滴管调节旋盖体3内溶液高度，然后将整体测试台装入纳米压痕仪的卡台上。压入时选用压头为安捷伦公司生产的Flat end cone压头，表面接近敏感系数为40%，压入深度为5000nm，所获的结果如图10所示。实施例3 检测实验材料为牛心血管，压入方向垂直于心管内表面，检测实验材料切成15mm 直径圆片作为检测试样，由于心管较�。は冉�2mm的无孔铝片作为垫片旋入容置洞2 中，再将心管试样放入，在检测台的容置洞2内滴入一滴保湿的溶液，将检测试样平铺在容置洞2底部，再滴一滴溶液，然后使用带圆形观察窗4的旋盖体3压住检测试样，通过观察窗4用滴管调节旋盖体3内溶液高度，然后将整体测试台装入纳米压痕仪的卡台上。压入时选用压头为安捷伦公司生产的Flat end cone压头，表面接近敏感系数为10%，压入深度为5000nm，所获的结果如图11所示。上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。
权利要求
1.生物软组织各向异性纳米压入测试台，其特征在于包括台体，所述台体上部中间设有容置测试样品的容置洞，所述台体上部设有可螺旋地旋入容置洞覆盖所述容置洞顶部的旋盖体并压紧所述测试样品，所述旋盖体上设有观察孔，所述旋盖体数量为两个，所述旋盖体上的观察孔分别为圆形和矩形，所述容置洞内可滴入保持测试样品湿度的保湿溶液。
2.根据权利要求1所述的生物软组织各向异性纳米压入测试台，其特征在于所述容置洞位于所述台体中央位置处。
3.根据权利要求1或2所述的生物软组织各向异性纳米压入测试台，其特征在于所述旋盖体外壁设有外螺纹，所述台体容置洞壁上设置内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹螺旋连接。
4.根据权利要求1或2所述的生物软组织各向异性纳米压入测试台，其特征在于所述容置洞底部垫设有垫片。
5.利用权利要求1或2所述的测试台进行纳米压入实验的方法，其特征在于具体步骤如下在所述测试台的容置洞内滴入一滴溶液，将检测的试样平铺于容置洞底部，当检测的试样进行压入方向垂直于生物组织表面或切割方向平行于生物组织表层的结构层，将检测的试样切割为圆片状，平铺于容置洞底部，再滴入一滴溶液，使溶液完全覆盖检测试样表面，使用观察孔为圆形的旋盖体旋入容置洞并压紧检测试样，调节容置洞内溶液至规定高度；当检测的试样进行压入方向垂直于生物材料表面纵向切割面，将检测试样切割为条片状，平铺于容置洞底部，再滴入一滴溶液，使溶液完全覆盖检测试样表面，使用观察孔为矩形的旋盖体旋入容置洞并压紧检测试样，调节容置洞内的溶液至规定高度；然后将所述压紧检测试样的测试台装入纳米压痕仪的卡台中进行测试。
6.利用权利要求1或2所述的测试台进行纳米压入实验的方法，其特征在于在实验前在容置洞底部垫入垫片。
全文摘要
本发明公开了生物软组织各向异性纳米压入测试台及利用该测试台进行纳米压入实验的方法，其中生物软组织各向异性纳米压入实验台包括台体，所述台体上部中间设有容置测试样品的容置洞，所述台体上部设有可螺旋地旋入容置洞覆盖所述容置洞顶部的旋盖体并压紧所述测试样品，所述旋盖体上设有观察孔，所述旋盖体数量为两个，所述旋盖体上的观察孔分别为圆形和矩形，所述容置洞内可滴入保持测试样品湿度的保湿溶液。本发明的生物软组织各向异性纳米压入测试台保证检测试样生物活性，避免检测试样表面水分散失，提高检测实验可信度，减小检测实验误差而且提高检测实验效率。
文档编号G01N3/02GK102338714SQ201110108759
公开日2012年2月1日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年3月7日
发明者刘志远, 时光辉, 杨庆生, 高雪玉 申请人:北京工业大学
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