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力學(xué)性能表征對生物醫(yī)學(xué)和生物材料的研發(fā)有重要的作用。對于許多生物材料，有時不得不在非常局部或相對較小的區(qū)域內(nèi)研究其力學(xué)性能。此外，臨床前研究通常在小動物模型（如大鼠或小鼠）上進行。因此，測試方法必須適用于局部區(qū)域測試，以便在如此小的樣本上也可以進行檢測。最近幾年引入生物醫(yī)學(xué)的納米壓痕技術(shù)尤其適用于這類表征。本應(yīng)用報告展示了納米壓痕在骨骼、牙齒和隱形眼鏡性能測試中的一些應(yīng)用

在過去的幾十年里，生物材料的力學(xué)性能表征已成為其重要的發(fā)展需求。研究人員和工程師有興趣了解生物材料（軟組織和硬組織、骨骼、肌腱、軟骨、牙齒等）和人工（人造）生物材料（植入物、可溶解縫合線、永久或臨時性的支架等）的力學(xué)性能。了解組織和器官等生物材料的力學(xué)性能對于開發(fā)人體內(nèi)的新材料和組織以及評估不同醫(yī)療方法的效果是必要的。

在以上許多應(yīng)用中，需要去研究相對較小的局部區(qū)域內(nèi)的表面力學(xué)性能，此外，臨床前研究通常在小動物模型（如大鼠或小鼠）上進行。測試方法必須適用于局部區(qū)域測試，以便在如此小的樣本上也可以輕松進行檢測。

納米壓痕技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用了大約二十年。若干研究人員使用這種方法研究骨關(guān)節(jié)炎或不同營養(yǎng)方案對骨骼力學(xué)性能的影響。納米壓痕技術(shù)非常有用，主要是因為與表征骨骼整體結(jié)構(gòu)性能的宏觀拉伸或壓縮測試相比，它提供了骨骼中不同組織的微觀力學(xué)性能。壓痕表征材料的局部特性在研究藥物治療或病變的效果時極其重要，因為這些處理方式通常會導(dǎo)致生物材料局部剛度的變化。

只有對健康骨骼結(jié)構(gòu)的特性有很好的了解，才能在相應(yīng)的藥物治療中取得好的效果。因此，除了對治療過的骨骼進行測試外，還必須對健康骨骼進行類似的測試。此外，測試參數(shù)應(yīng)該滿足對應(yīng)壓痕測試的材料體積總是相同的（或至少非常相似）且代表可以觀察到處理結(jié)果的相關(guān)的結(jié)構(gòu)單元。

牙釉質(zhì)是另一種通過納米壓痕測試進行研究的材料。納米壓痕技術(shù)確實是對這種小樣品進行力學(xué)性能測試的最適合的方法之一。

盡管硬質(zhì)生物材料或生物體材料的納米壓痕測試代表了很大一部分的局部力學(xué)測試，但在越來越多的應(yīng)用中，需要測量更軟的（生物）材料。這些軟材料可以具有遠低于 100MPa 的彈性模量，并且經(jīng)常必須保持在流體中。此外，它們的表面可能不平整，無法通過標準方法（如切割或拋光）進行制備。這種軟材料的一個典型例子是關(guān)節(jié)軟骨。最近針對各種類型的支架對軟骨再生的影響，開展了廣泛的研究。

柔性隱形眼鏡因其使用簡單、成本低廉而被許多人在日常生活中使用。不同隱形眼鏡的剛度（以彈性模量表示）和最終蠕變可能會因所用材料的類型不同而顯著變化。材料的選擇受到光學(xué)性能、佩戴舒適性或鏡片使用時間的影響。隱形眼鏡的剛度可以使用生物壓痕儀進行局部測量，該生物壓痕儀能兼容在液體中進行測試。

儀器壓痕是一種表征生物醫(yī)學(xué)和生物體材料局部力學(xué)性能的新技術(shù)。安東帕儀器化壓痕測試的優(yōu)勢是可以測試硬質(zhì)和軟質(zhì)生物材料和生物體材料的硬度和彈性模量。納米壓痕測試儀適用于許多類型材料的局部力學(xué)分析，比如干燥的或浸泡在液體中的，硬的或軟的材料都可以被測試。