用纳米压痕法检测骨的机械表面

骨再生是骨科医学领域的一个巨大挑战。目前治疗大量骨丢失的技术基本上依赖于人工修复。由于运动受限和生物相容性问题，假体不能适用于所有病例。同样，在长期使用后，假体会失败，导致功能丧失和可能的发病率。

纳米压痕分析对骨骼和其他矿化生物材料进行的新的纳米尺度分析，为在非常小的尺度下复杂的力学行为细节打开了一个新的窗口。欧洲杯足球竞彩微观和宏观分析在更大的长度尺度上产生平均量，可能不够敏感，无法识别两个相似样本之间的潜在差异。因此，纳米尺度的研究是理想的解决表征这些复杂材料。欧洲杯足球竞彩此外，当可用材料的体积太小而无法进行大规模分析时，纳米尺度的方法是有益的，例如在大鼠模型中组织工程骨形成和临界尺寸的缺陷。传统工程梁理论用于小鼠全骨弯曲分析，其生物力学性能的准确性也受到了质疑。

纳米压痕分析侧重于骨小梁和皮质骨之间的差异、时间依赖的可塑性、各向异性、通过股骨皮质到骨中心的距离的变化、粘弹性和矿物质含量的变化。

为了评估内在骨组织质量对骨强度的作用，我们在成年大鼠的椎皮质水平上进行了纳米压痕测试，在此之前，我们进行了一系列已知会显著影响完整骨骼的骨强度的激素和饮食操作。

纳米压痕法以高空间分辨率评估湿、干骨组织的弹性和硬度。纳米压痕技术也被证明是评价单个骨结构单元(BSU)内在力学性能的可靠技术。骨结构单元的局部弹性特性在个体之间、骨类型(骨性、间质和骨小梁)、解剖位置和骨小梁方向上存在很大差异。

目前的研究结果显示，除了微结构和几何结构，骨组织的内在性质是低蛋白质摄入和膳食OVX处理后的大鼠椎体力学能力的关键决定因素。

图1所示。纳米压痕试验的力-位移曲线:压头的加载(1)、握住(2)、卸载(3)。第三部分是材料的弹性恢复，并利用其初始斜率来推导弹性压痕模量。滞回表示耗散的能量。

纳米压痕是对骨组织基本力学性能的测试。该方法获得了压入材料的锥体金刚石压头的力位移数据。由三部分组成的结果曲线如图1所示。在第1部分中，压头被加载到样品上，导致弹性和后屈服变形的复杂组合。

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