RU106372U1 - Испытательный стенд для изучения вязкопластических свойств биологических тканей - Google Patents
Испытательный стенд для изучения вязкопластических свойств биологических тканей Download PDFInfo
- Publication number
- RU106372U1 RU106372U1 RU2011100743/28U RU2011100743U RU106372U1 RU 106372 U1 RU106372 U1 RU 106372U1 RU 2011100743/28 U RU2011100743/28 U RU 2011100743/28U RU 2011100743 U RU2011100743 U RU 2011100743U RU 106372 U1 RU106372 U1 RU 106372U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- test
- sample
- tool
- module
- test tool
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Испытательный стенд относится к экспериментальной биологии и обеспечивает получение информации о вязко-пластических свойствах биологической ткани. Стенд представляет собой станину, испытательный инструмент, обеспечивающий разрушающее воздействие на образец биологической ткани, модуль ручной подачи испытательного инструмента. Дополнительно содержит модуль оптического контроля позиционирования пробы, гидравлический привод подачи испытательного инструмента, модуль управления гидравлической подачи испытательного инструмента с постоянной скоростью, сенсор передаваемого на образец усилия, и, сопряженного с ним, персонального компьютера для обработки получаемой информации об изменении вязко-пластических свойств испытуемого образца. Полезная модель обеспечивает получение профиля динамического коэффициента вязкости испытуемого образца по мере прохождения через него разрушающего инструмента с корректной оценкой вязких свойств биологических объектов.
Description
Устройство относится к экспериментальной биологии и обеспечивает получение информации о вязко-пластических свойствах биологической ткани. Изучение этих свойств актуально для построения экспериментальных моделей физических методов разрушения ткани, применяемых в медицине (например, факоэмульсификация вещества хрусталика).
В мире существует несколько серийно-выпускаемых приборов для изучения в эксперименте биомеханических свойств биологических тканей. Известно устройство для изучения вязко-пластических свойств биологических тканей, содержащее станину, испытательный инструмент, обеспечивающий механическое воздействие на образец биологической ткани, модуль ручной подачи испытательного инструмента (www.Malvern.com) Большинство таких установок позволяют оценивать средние вязкие свойства образца и не дают возможности оценивать свойства образца ткани в различных участках, что бывает необходимо.
Задачей предлагаемой полезной модели является усовершенствование устройства для изучения биомеханических свойств. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является получение профиля динамического коэффициента вязкости испытуемого образца, по мере прохождения через него разрушающего инструмента с корректной оценкой вязких свойств биологических объектов.
Технический результат достигается за счет дополнительного наличия в стенде гидравлического привода подачи испытательного инструмента с его модулем управления и сенсором передаваемого на образец усилия, сопряженного с персональным компьютером для обработки получаемой информации и модуля оптического контроля позиционирования пробы,.
В предлагаемой конструкции имеется принципиальное разделение на два блока: 1. Гидравлическая система подачи испытательного инструмента (с программируемой постоянной скоростью подачи).2. Система оценки усилия передаваемого на испытуемый образец.
Гидравлическая система подачи испытательного инструмента позволяет осуществлять равномерное поступательное движение инструмента со скоростями от 0,06 мм/мин до 30 мм/мин. Система оценки усилия передаваемого на образец позволяет 5 раз в секунду получать данные с разрешением 0,02 гс. Предельное оцениваемое усилие 300 гс.
Реализованный на этом принципе испытательный стенд для изучения вязко-пластических свойств биологических тканей имеет следующую модульную архитектуру и схематически представлен на фиг.1, где 1 - модуль управления гидравлической подачей испытательного инструмента, 2 - модуль оптического контроля позиционирования пробы, 3 - модуль ручной подачи испытательного инструмента, 4 - гидравлический привод подачи испытательного инструмента, 5 - сенсор нагрузки, 6 - испытательный инструмент, 7 - образец биологической ткани, 8 - персональный компьютер, 9 - станина.
Для грубого позиционирования образца биологической ткани (7), стенд снабжен модулем ручной подачи испытательного инструмента (3) и модулем оптического контроля позиционирования пробы (2). Для оценки вязко-пластических свойств образца биологической ткани, испытательный стенд имеет гидравлический привод (4) подачи испытательного инструмента (6). Постоянную, не зависящей от нагрузки, скорость подачи испытательного инструмента обеспечивает модуль управления (1) гидравлической подачей испытательного инструмента. Анализ передаваемого на образец усилия осуществляется сенсором нагрузки (5), сопряженным с персональным компьютером (8).
Стенд используется следующим образом. Изучаемый объект размещают в оправке под испытательным инструментом поверх сенсора нагрузки. Под визуальным контролем, используя модуль грубого ручного позиционирования испытательного инструмента, добиваются минимального зазора между плунжером и изучаемым объектом. На модуле управления гидравлической подачей испытательного инструмента, выбирают скорость подачи. По мере подачи испытательного инструмента, передаваемое на образец усилие фиксируют в виде графика на персональном компьютере. Мгновенное значение динамического коэффициента вязкости в каждой точке профиля вычисляется по формуле:
µ=F/(v*S), где
µ - динамический коэффициент вязкости испытуемого образца;
F - усилие передаваемое на образец, в результате разрушения его испытательным инструментом;
v - скорость движения испытательного инструмента;
S - площадь испытательного инструмента.
Пример 1.
Изолированный человеческий хрусталик, не измененный патологическими процессами, размещают в оправке под испытательным инструментом, поверх сенсора нагрузки. В качестве испытательного инструмента выбирают твердосплавный плунжер со сферическим наконечником. Площадь сферического наконечника в проекции движения составляет 0,25 мм2. Под визуальным контролем, используя модуль грубого ручного позиционирования испытательного инструмента, добиваются минимального зазора между плунжером и хрусталиком. На модуле управления гидравлической подачей испытательного инструмента, выбирают скорость подачи 50 мм/ч. По мере подачи испытательного инструмента, передаваемое на образец усилие фиксируют в виде графика на персональном компьютере. Максимальное усилие отмечается в районе первой трети хрусталика и равняется 5,84 гс. Что в пересчете на площадь плунжера равняется динамическому коэффициенту вязкости µ=1,298 мн·с/м2 (для сравнения, динамический коэффициент вязкости воды µ=1,005 мн·с/2м).
Пример 2.
Изолированное ядро человеческого хрусталика, удаленного по поводу экстракции катаракты (бурая катаракта), размещают в оправке под испытательным инструментом, поверх сенсора нагрузки. В качестве испытательного инструмента выбирают твердосплавный плунжер со сферическим наконечником. Площадь сферического наконечника в проекции движения составляет 0,25 мм2. Под визуальным контролем, используя модуль грубого ручного позиционирования испытательного инструмента, добиваются минимального зазора между плунжером и хрусталиком. На модуле управления гидравлической подачей испытательного инструмента, выбирают скорость подачи 50 мм/ч. По мере подачи испытательного инструмента, передаваемое на образец усилие фиксируют в виде графика на персональном компьютере. Максимальное усилие отмечается в районе центра ядра хрусталика и равняется 210,66 гс. Что в пересчете на площадь плунжера равняется динамическому коэффициенту вязкости µ=46,82 мн·с/м2, что приблизительно в 36 раз больше, чем у нормального хрусталика.
Таким образом, стенд позволяет строить непрерывный профиль разрушающего усилия в материале по мере подачи инструмента.
Разделение системы на два принципиальных блока позволило применять различные типы испытательного инструмента: от плунжера до оснастки для исследований тканей на растяжение. По сравнению с прямой механической подачей, применение гидравлики в системе делает ее более демпфированной и почти исключает избыточное инерционное воздействие инструмента в момент разгрузки напряжения при локальном разрушении ткани, что позволяет корректно оценить вязкие свойства биологических объектов.
Claims (1)
- Испытательный стенд для изучения вязкопластических свойств биологических тканей, представляющий собой станину, испытательный инструмент, обеспечивающий механическое воздействие на образец биологической ткани, модуль ручной подачи испытательного инструмента, отличающийся тем, что дополнительно содержит модуль оптического контроля позиционирования пробы, гидравлический привод подачи испытательного инструмента, модуль управления гидравлической подачи испытательного инструмента с постоянной скоростью, сенсор передаваемого на образец усилия и сопряженного с ним персонального компьютера для обработки получаемой информации об изменении вязкопластических свойств испытуемого образца.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011100743/28U RU106372U1 (ru) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | Испытательный стенд для изучения вязкопластических свойств биологических тканей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011100743/28U RU106372U1 (ru) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | Испытательный стенд для изучения вязкопластических свойств биологических тканей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU106372U1 true RU106372U1 (ru) | 2011-07-10 |
Family
ID=44740812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011100743/28U RU106372U1 (ru) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | Испытательный стенд для изучения вязкопластических свойств биологических тканей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU106372U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2702410C1 (ru) * | 2016-06-29 | 2019-10-08 | Иллинойс Тул Воркс Инк. | Испытательная система с компенсацией изменяющихся системных параметров в реальном времени |
-
2011
- 2011-01-13 RU RU2011100743/28U patent/RU106372U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2702410C1 (ru) * | 2016-06-29 | 2019-10-08 | Иллинойс Тул Воркс Инк. | Испытательная система с компенсацией изменяющихся системных параметров в реальном времени |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| O’Toole et al. | A physical model of axonal elongation: force, viscosity, and adhesions govern the mode of outgrowth | |
| Chen | Nanobiomechanics of living cells: a review | |
| Routier-Kierzkowska et al. | Measuring the mechanics of morphogenesis | |
| Kim et al. | Microengineered platforms for cell mechanobiology | |
| US10379106B2 (en) | In vitro method for measurement and model-free evaluation of time-invariant biomaterials functions | |
| WO2018068338A1 (zh) | 生物软组织微观力学特性测试仪 | |
| EP2211163A3 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Präparieren von Proben | |
| Schätti et al. | A model to study articular cartilage mechanical and biological responses to sliding loads | |
| Cacopardo et al. | A new load-controlled testing method for viscoelastic characterisation through stress-rate measurements | |
| CN204608008U (zh) | 一种成骨细胞单细胞激励与检测的mems系统 | |
| Xing et al. | A multi-throughput mechanical loading system for mouse intervertebral disc | |
| RU106372U1 (ru) | Испытательный стенд для изучения вязкопластических свойств биологических тканей | |
| Ishihara et al. | The effect of load ratio on fatigue life and crack propagation behavior of an extruded magnesium alloy | |
| EP2463032A3 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Sieben | |
| Davidson et al. | Measuring mechanical properties of embryos and embryonic tissues | |
| CN206638528U (zh) | 一种力学性能综合实验装置 | |
| Halonen et al. | Cell adhesion and culture medium dependent changes in the high frequency mechanical vibration induced proliferation, osteogenesis, and intracellular organization of human adipose stem cells | |
| Han et al. | Confocal microscopy indentation system for studying in situ chondrocyte mechanics | |
| CN207439832U (zh) | 钢筋弯曲试验机及其支座调节装置 | |
| Chanthasopeephan et al. | Determining fracture characteristics in scalpel cutting of soft tissue | |
| Gao et al. | Depth-dependent strain fields of articular cartilage under rolling load by the optimized digital image correlation technique | |
| Okwara et al. | The mechanical properties of neurospheres | |
| ES2662571T3 (es) | Métodos de evaluación de la receptividad endometrial de una paciente tras una hiperestimulación ovárica controlada | |
| CN105910981A (zh) | 多功能生物离体软组织参数测量平台 | |
| CN104774758A (zh) | 一种成骨细胞单细胞激励与检测的mems系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200114 |