DIC三维应变测量系统用于生物力学和生物材料测试

　　生物材料通常具有复杂形状的特征，软组织或复杂骨骼结构在加载下的测量，使用接触式传感器都是十分困难的。DIC三维应变测量系统，基于数字图像相关法(DIC)，作为一种非接触、精准高效、无损的全场应变测量方法，可用于力生物学、生物材料、生物打印和制造领域的三维全场变形、位移、应变测量。

　　新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，可提供成千上万的测量点，输出表面位移场、应变场、全场位移数据，直观显示出应变集中和结构位移等运动特性,帮助科研人员理解在加载下被测件物理特性之间复杂的相互作用，获取高质量的实验数据来确认和优化计算机模型。

　　DIC三维应变测量系统在生物医学领域的应用:

　　l 医疗设备组件

　　l 骨科植入物(如髋关节、膝关节)

　　l 软组织

　　l骨骼及其微结构

　　l牙科材料(如颌骨、填充物、牙冠、植入物)

　　l支架(如冠状动脉、血管、输尿管)

　　l水凝胶

　　l3D打印材料

　　l皮肤和皮肤移植

　　生物材料DIC测试

　　生物材料包括多种有机/无机生物相容性材料，能与活组织密切相互作用。天然生物聚合物和合成生物聚合物，广泛应用于结缔硬组织和软组织、药物输送介质和组织支架等方面。金属及其合金和陶瓷广泛应用于骨科器械、牙科器械、可穿戴设备和动脉支架等。

　　骨骼生物力学DIC测试

　　在硬组织生物力学方面，DIC三维应变测量系统可用于骨骼及骨骼植入物生物材料进行力学测试，可分析骨骼材料在运动负荷状态下的变形、抗冲击能力及最大承受力，满足多种复合载荷作用下的动态测试。

　　骨骼压缩DIC测试

　　骨骼拉伸DIC测试

　　软组织生物力学DIC测试

　　软组织具有复杂的非线性特性，DIC三维应变测量系统可用于软组织复杂受力下的三维变形分析，输出应力-应变曲线，对于分析软组织的弹性特性和非线性各向异性特性非常有用。

　　关节软骨回弹DIC测试

　　实验装置&加载前后软骨DIC微观图像

　　关节软骨不同层区回弹性能实验原理示意图

　　恒定压缩速率下不同层区回弹的应变变化

　　不同压缩载荷下不同层区回弹的应变变化

　　不同压缩时间下不同层区回弹的应变变化

　　细胞培养室生物力学

　　人体细胞会受到各种力学激励。使用较大均匀应变区域的细胞培养室，搭载细胞力学加载装置，将单轴表面应变传递给弹性基底膜上的贴壁细胞。DIC三维应变测量系统搭配体式显微镜，高放大倍数测量培养室中应变场和位移场的分布。

　　不同应变下基板DIC测量与有限元仿真对比

　　舌鳞癌细胞加载实验

　　利用体外贴壁细胞应变加载装置，对硅橡胶小室内的舌鳞癌细胞加载拉伸力，诱导0.5% 机械应变刺激，可见贴壁细胞在加载装置的拉伸形态发生明显的变化。

　　生物运动力学

　　力学生物学是一个新兴领域， DIC三维应变测量系统可获取实验过程中的表面全场应变、位移、速度、加速度等数据，可直观显示出结构运动等特性，在生物运动力学领域中展示了其有效性和实用性。

　　腿部支架运动位移DIC测试

　　不同状态下的大腿部位护具下滑量

　　不同状态下的小腿部位护具下滑量(负值表示下滑)

　　胯关节运动模拟DIC测试

　　运动文胸材料防震DIC测试

　　生物制造材料DIC测试

　　增材制造(AM)技术的发展推动了生物制造的研究。生物组织的非均匀结构从宏观到纳米尺度展现出显著的复杂性，这对可植入设备的设计提出了挑战。例如，骨科植入物需要与周围宿主组织具有相似的结构特征和材料属性，以保证适当的有效刚度和渗透率。DIC三维应变测量系统为研发和测试这些材料提供了新途径。

　　3D打印骨折外固定器

　　9组胫骨骨折外固定模型刚度比较