某些疾病的診斷通常需要專業(yè)知識和昂貴的過程。機(jī)械變化被認(rèn)為與幾種疾病相關(guān)，并可能提供根據(jù)細(xì)胞和組織的機(jī)械指紋進(jìn)行早期診斷的機(jī)會。特別是，機(jī)械特征在骨關(guān)節(jié)炎、纖維化和癌癥的診斷中發(fā)揮作用。

骨關(guān)節(jié)炎診斷

軟骨在整個生物力學(xué)系統(tǒng)中起著重要作用，因此軟骨的機(jī)械行為可用于診斷具有其功能的疾病（例如骨關(guān)節(jié)炎）也就不足為奇了。骨關(guān)節(jié)炎導(dǎo)致顯著變化，包括關(guān)節(jié)軟骨惡化和關(guān)節(jié)表面形成新骨。軟骨力學(xué)性能的幾項測量值與骨關(guān)節(jié)炎相關(guān)，包括拉伸、壓縮和剪切模量，以及組織腫脹[1]。此外，早期軟骨樣本的動態(tài)模量已被證明是骨關(guān)節(jié)炎的指標(biāo)，并且可以通過多種技術(shù)進(jìn)行測量，包括納米壓痕[2]。一些研究還揭示了使用高頻超聲表征骨關(guān)節(jié)炎的體內(nèi)力學(xué)表征的潛力，以表征機(jī)械性能[3]。

癌癥診斷

癌癥已被證明具有機(jī)械足跡，無論是來自腫瘤的硬度還是腫瘤附近的細(xì)胞外基質(zhì)。此外，從腫瘤僵硬和細(xì)胞外基質(zhì)來看，僵硬已被證明是治療抵抗的指標(biāo)[4]。正如使用微流控光學(xué)拉伸器所示，癌細(xì)胞的機(jī)械順應(yīng)性已被證明與非癌細(xì)胞顯著不同[5]。細(xì)胞外基質(zhì)的幾個方面可以指示癌癥，并用于了解其進(jìn)展方式[6]。特別是，胰腺癌進(jìn)展的特征是細(xì)胞外基質(zhì)的AFM測量[7]（圖）。

纖維化診斷

纖維化與組織僵硬有關(guān)，研究表明，纖維化的機(jī)制很復(fù)雜，需要明確的機(jī)械環(huán)境才能正確模擬疾病[8，圖]。一些水凝膠甚至被開發(fā)出來，隨著時間的推移改變硬度，以便更好地模擬纖維化過程中的ECM變化，以建立更好的疾病模型[8]。另一項研究將纖維蛋白凝膠與微血管壓低，以測量硬度的變化，并采用各種治療方法來估計ECM降解[9]。通過分析纖維化組織的硬度分布并與組織學(xué)染色進(jìn)行比較，組織彈性的AFM定位顯示了對驅(qū)動纖維化機(jī)制的新見解[10]。除了診斷之外，通過使用納米壓痕來表征組織的纖維化區(qū)域，可以更好地理解疾病模型和對纖維化的理解。這些測量結(jié)果有助于了解放大纖維化的反饋機(jī)制[11]。

Piuma生物納米壓痕儀

Piuma生物納米壓痕儀

生物組織納米壓痕儀介紹

Piuma納米壓痕儀的核心部件是其安裝在壓痕移動平臺上極其敏銳的壓痕探頭

1.壓痕移動平臺，具備粗進(jìn)以及精進(jìn)兩級移動精度，使得探針可以自動尋找到表面并且提供高精度壓痕。除了壓痕移動平臺，Piuma納米壓痕儀還有一個手動樣品移動平臺

2.方便樣品的安放。你的樣品可以放在X-Y移動臺上piuma生物軟組織納米壓痕儀

3.進(jìn)行楊氏模量的測試或者進(jìn)行多點陣測試。一個內(nèi)置式的顯微鏡

4.可以直接觀察實驗過程！piuma生物軟組織納米壓痕儀

生物組織納米壓痕儀是一個簡單易用的革命性產(chǎn)品，為軟物質(zhì)以及生物材料組織的微觀以及納觀研究帶來希望。依靠自身*的新型光學(xué)技術(shù)以及杰出的微加工工藝，Piuma納米壓痕儀可以測量楊氏模量軟的樣品，范圍甚至是從5Pa到5GPa!Piuma同樣非常適合在液體中測試樣品。其操作非常簡單易學(xué)，只需將探頭插入儀器中，簡單定標(biāo)后，即可馬上開始壓痕實驗。

piuma生物納米壓痕儀

產(chǎn)品構(gòu)件詳細(xì)介紹：

1.PROBE探頭

納米壓痕儀核心:一個微加工工藝制作的光學(xué)壓痕探頭

2.SAMPLE樣品

從水凝膠到骨組織等，在大氣中或者浸沒在液體中

3.SAMPLEXYSTAGEXY樣品臺

在X-Y（12x12mm）范圍內(nèi)測試樣品

4.INDENTATIONSTAGE壓痕移動臺

粗進(jìn)以及精進(jìn)移動臺實現(xiàn)精確壓痕以及自動尋找樣品表面

5.MANUALSTAGE手動平臺

為任何樣品以及容器創(chuàng)造空間

納米以及微米級別的生物機(jī)械性能

Piuma是一個創(chuàng)新的，具有成本效益的工具，用來表征生物材料、組織、細(xì)胞器、細(xì)胞層、軟骨、靜電支架、力學(xué)性能，3D打印材料，水凝膠等的微納米機(jī)械性能。

The Piuma 納米壓痕儀專為迎合生物材料以及組織研究人員和工程師的需求，提供易用性和便攜性，同時提供高精度、高通量和多樣化的數(shù)據(jù)。Optics11小型化的玻璃探針式壓頭，特別適合在液體中測量水合樣品。組織工程和再生醫(yī)學(xué)的研究者，Piuma納米壓痕儀是衡量他們感興趣材料剛度的一個解決方案。

軟物質(zhì)材料表征

在生物材料、組織工程、再生醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，Piuma可以在溶液里進(jìn)行非破壞性測量測量某點或者某個區(qū)域的楊氏模量、蠕變和松弛實驗，點陣測量粘附力，描述應(yīng)變硬化行為，樣品的粘度等。測試生物材料和組織樣本的軟硬度可以很容易地在Piuma納米壓痕儀上用其optics11 PIUMA探頭和專用的Piuma軟件來實現(xiàn)。

Piuma Nanoindenter是荷蘭Optics11公司出品的新型生物納米壓痕儀。主要應(yīng)用范圍為生物組織、生物支架、水凝膠、聚合物、細(xì)胞等軟物質(zhì)以及生物材料的機(jī)械性能研究。采用了新型探頭設(shè)計，彌補了傳統(tǒng)其他納米壓痕儀無法測試軟物質(zhì)的問題也解決了原子力顯微鏡在軟物質(zhì)測試中的數(shù)據(jù)波動大，操作困難、制樣嚴(yán)苛等常見問題。更開創(chuàng)性的在壓痕儀中加入了動態(tài)力學(xué)測試模式DMA，可以獲得材料與振動頻率相關(guān)的儲存模量、損失模量和損失因子，用于研究材料在交變力作用下的滯后現(xiàn)象和力學(xué)損耗。