使用纳米压痕的骨机械表面测试

骨再生是整形外科医学领域的巨大挑战。目前用于治疗大规模骨损失的技术基本上取决于人工假体。由于运动和生物相容性问题的限制，每个案例都不能使用假肢。同样，长期使用后，假体会失败并导致功能丧失和可能发病率。

纳米压痕分析在骨骼和其他矿化生物材料上进行的新的纳米级分析为在非常小的尺度上研究机械行为的复杂细节打开了一个新的窗口。亚博网站下载微观和宏观分析可以在更大的长度尺度上得到平均量，但它们可能不够敏感，无法识别两个相似样品之间的潜在差异。因此，纳米尺度的研究是解决这些复杂材料的表征的理想选择。亚博网站下载此外，当可用材料的体积太小而无法进行更大规模的分析时，纳米尺度方法是有益的，例如在大鼠模型和临界尺寸缺陷中进行组织工程骨形成。将传统工程梁理论应用于小鼠骨全骨弯曲分析中所降低的生物力学性能的准确性也受到了质疑。

纳米狭窄分析侧重于小梁和皮质骨的差异，时间依赖性可塑性，各向异性，作为通过矿物质含量引起的股骨皮质，粘弹性和变异的距离距离骨质中心的距离的变化。

为了评估内在骨组织质量在骨强度中的作用，我们在成年大鼠的椎皮质水平进行了纳米压痕试验，在已知的一些激素和饮食操作后，对完整的骨骼块的骨强度有显著影响。

纳米压痕方法以高空间分辨率评估湿骨组织和干骨组织的弹性和硬度。纳米压痕也被证明是评价单个骨结构单元固有力学性能的可靠方法。骨结构单元的局部弹性特性在个体、骨类型(骨样、间质和骨小梁)、解剖位置和骨小梁方向等方面存在很大差异。

目前的研究结果表明，除了微结构和几何形状外，固有骨组织性质是影响低蛋白摄入和OVX治疗后大鼠椎骨力学能力的关键因素。

图1所示。纳米齿状测试的力 - 位移曲线：装载（1），保持（2），压紧尖端的卸载（3）。第三部分导致材料的弹性恢复，其初始斜率用于导出弹性压痕模量。滞后代表了耗散的能量。

纳米贴膜意味着对骨组织的基本机械性能的测试。该方法获得压制成材料的金字塔金刚石压痕的力位移数据。包含三个部分的所得曲线如图1所示。在第1部分中，压痕尖端装载到样品上，导致弹性和后产率变形的复合组合。

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