MACH-1多功能力學測試系統是加拿大Biomomentum公司專為微觀力學測試開發的測試系統，該系統的特點如下：

1、具備一個垂直Z軸、一個水平X軸、一個水平Y軸、一個扭轉軸T；

2、至少具備三軸運動控制器和三軸力學傳感器，能同時測量三個軸的力值。

3、測試平臺各軸的線性精度0.1μm，扭轉軸精度0.1度

4、球形壓頭中直徑小值0.2mm

5、數據獲取頻率：可調范圍至少滿足10至2500 Hz（所有通道）

6、設備體積：寬度 405毫米，深度495毫米，高度490至685毫米可調；

7、測試平臺行程范圍X,Z軸大250 mm，Y軸50 mm

8、測試平臺大速度50 mm / s

9、測試平臺大線性加速度500 mm /s?

10、電源輸入100-240V，6.3 A，50/60 Hz

11、單軸力學傳感器，低力傳感器負荷0.1N、大力傳感器負荷250N。

12、多軸力學傳感器力負荷250N

13、彩色攝像頭，實時顯示和保存測試圖片以供分析。

14、配備Mach-1運動軟件，可對所有的位移、力信息實時顯示，控制用戶自定義測試次序，并且以文本文件格式保存結果。在動態、靜態和不同波形條件下，包括壓力、拉力、剪切力等加載。

15、配備Mach-1分析軟件，處理采集到的數據。數據也能被導入第三方軟件做進一步的分析。

16、可至少進行拉伸、壓縮、無限制壓縮、側限壓縮、剪切測試、三維不規則表面自動壓痕測試。

在結締組織機電性能研究中，使用了Mach-1力學測試儀來確定兩個結締組織（軟骨和半月板）的機電性能。  由于組織的剛度和壓縮產生的電場或流動電勢對組織的生化成分敏感，因此將測試儀與可測 量這些電信號的電極陣列耦合。 這項研究的目的是建立正常和退化的結締組織的生化組成與機電 性能（剛度和流動電勢）之間的聯系。 研究的部分集中在關節軟骨上。 由于關節軟骨細胞外基質主要由截留在膠原蛋白網絡中的帶負電荷的蛋白聚糖組成，因此液體中 存在過多的活動正電荷。 通過相對于固定的帶負電的蛋白聚糖的帶正電的移動離子的分離,軟骨的 壓縮產生了流動電位。 在有和沒有降解劑（白介素-1或IL-1）的情況下，將配對的成對的牛軟骨/骨盤（直徑3 mm）培養 11天。 通過將電極陣列裝入安裝在Mach-1上的測試腔室中來評估軟骨的機電性能。 Mach-1設計用于各 種測試方案，包括應力松弛，正弦形位移和不同配置中（側限和無側限壓縮，拉力，壓痕和彎 曲）的蠕變。在這項研究中，跨過組織表面的流動電勢是在側限壓縮的幾何結構中使用一個由8個 直徑為50 um， 間隔300 um的鉑電極組成的線性陣列進行測量的。電極1至6覆蓋了1.5 mm的軟骨盤 半徑，電極7和8在浴池中的軟骨外部。測試腔室充滿生理鹽水溶液。 以2μm/ s的20μm小步壓縮 順序施加100μm的靜態壓縮偏移。在1、0.1和0.01 Hz的頻率下進行動態正弦測試，位移幅度為 8、4和2μm。通過在復雜域中添加每個通道來構造流動電勢徑向輪廓。用二甲基亞甲基藍染料和 分光光度法測量圓盤中的蛋白聚糖或糖胺聚糖（GAG）含量以及培養過程中培養基的損失量。 

圖3顯示了培養過程中軟骨盤中的GAG含量。 經過IL-1處理過的軟骨盤在培養1、4、7和11天后分 別損失了10％，20％，65％和75％的GAG含量。Mach-1易于使用，其模塊化軟件可以直接，快速 地分析動態正弦測試結果。圖4顯示，培養11天后，與對照相比，經IL-1處理的軟骨盤的動態剛度 低3倍。 應力松弛測試結果的分析表明，在培養結束時，與對照（0.3 MPa）相比，被降解的軟骨盤的靜態 剛度低4倍。 圖5顯示了正常和被降解后的軟骨培養11天后的流動電勢分布。 我們觀察到，在培養 開始僅一天后，與對照軟骨盤相比，經處理過的IL-1外植體在外圍的輪廓電位梯度降低了一半。  培養7天后，與對照外植體相比，降解后的軟骨盤在圓盤中心的電位分布幅度明顯較低。 耦合電極陣列的Mach-1力學測試儀可以測定大范圍的正常和被降解的結締組織的機電特性。

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