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表面特性表征

为了开发高性能材料,需要开展表面改性研究,因此必须进行表面特性表征。与制造商实施质量控制类似,它要求准确分析一系列参数,包括材料表面的机械、化学和摩擦特性:表面粗糙度、硬度、刚度或弹性、电阻、电位/电荷、结构等。安东帕针对研究人员和制造商的需求提供了各种不同的表面特性表征解决方案。

生物材料的表面表征

研究人员和制造商测量生物材料的表面特性时,往往会面临各种特殊的挑战。他们的主要目标就是预测一种材料植入人体后的反应,以及材料会如何与生物组织、液体等相互作用。免疫反应的临床试验成本很高,因此在临床试验之前测量所有的参数指标以便预测材料的行为极为关键。其他研究领域旨在开发更好的新型材料,以推动一系列疾病治疗手段的发展,或为客户提供更好的医疗产品。

典型的生物材料研究不仅包括表面粗糙度分析、硬度和结构特性的测量,还包括表面电荷、表面相互作用、疏水性/亲水性等特性表征。安东帕针对生物材料(如假体、植入物、生物组织、生物聚合物和生物膜、牙齿、各种眼药应用)的表面分析和医疗器械(如支架、药丸和薄膜)开发了专门的解决方案。

获得正确的分析数据有助于了解材料及其分子水平级特性。要真正了解一种材料以及微小变化如何影响材料性能,拥有准确的数据至关重要。以下是有关分析一系列重要生物医学样本的详细信息。

生物医学测试:应用

生物相容性材料应用广泛,包括隐形眼镜及其存储液、人体组织和人造组织、骨骼和软骨以及植入物、假体和支架等医疗器械。每一种应用的材料分析都有其自己的特性要求和挑战。

点击应用获取更多信息或下载相关应用报告。

假体、植入物、组织和生物聚合物
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牙齿和生物薄膜
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医疗器械
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眼科应用
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开发更好的种植牙

在研究适用于植入材料的生物相容性涂层时,其中一个关键参数就是植入物与其生物环境的相互作用。

可以使用 SurPASS 3 表面 zeta 电位分析仪来研究溶液中的蛋白质与植入材料的相互作用。深入了解这一领域的知识有助于您开发出具有抗细菌生物膜性能的种植牙,从而降低感染或植入失败的风险。

下载 SurPASS 3 生物材料文件夹,了解 zeta 电位分析如何将吸附动力学参数测定与吸附表面层的特性关联起来。

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牙釉质的力学特性

分析经过处理的牙釉质表面及下面的力学性能对牙齿治疗具有重要意义,例如在预防龋齿(蛀牙)或早期龋病的微创治疗方面。

纳米压痕测试是最适用于此类样本的一种测试方法,有助于清楚地了解牙釉质的硬度梯级(牙齿硬度)。所获得的分析数据是选择新型牙齿修复材料的重要依据。

下载应用报告,了解 NHT³ 台式纳米压痕测试仪如何 用于相关研究。

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用于支架涂层质量控制的测试方法

支架是一种应用广泛的医用器材。它们受相关监管机构(如 FDA)的严格管控,需要满足严格的质量控制要求才能给患者使用。

划痕测试是能够验证涂层附着力的其中一种方法,以确保植入物具有足够长的使用寿命。为确保支架性能符合要求(例如,释放特定的化学药品),且不会在体内受损,可使用 NST³ 纳米划痕测试仪测量涂层的附着力和耐划擦性能。

下载应用报告,了解如何将支架安装在划痕测试仪中以及如何确定涂层的临界载荷。

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透析膜的生物相容性

如果您想要证明存在某种有助于提高透析膜内表面的生物相容性的表面改性,可以使用 zeta 电位进行测量分析。

zeta 电位对表面化学的细微变化很敏感。因此,zeta 电位测量有助于提高透析膜的生物相容性。借助中空纤维膜的专用样品夹具可以直接测定膜的内表面特性。

使用 SurPASS 3 电动分析仪可轻松进行 zeta 电位测量。

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有关 zeta 电位的更多信息参见维基文章:zeta 电位

提升隐形眼镜的佩戴舒适性

许多人都使用软性隐形眼镜;对于每天佩戴这种眼镜的人来说,其佩戴舒适性至关重要。

摩擦和弹性是决定佩戴舒适性的关键因素。借助出色的分辨率和面向研究提供的特殊功能,如控制力与深度测量,可以深入了解隐形眼镜。然后可以利用这些结果来提升其摩擦性能,更好地满足客户需求。

下载应用报告,了解 NTR³ 纳米摩擦计 和 UNHT³ Bio 生物压痕测试仪 (配有一个特殊的隐形眼镜样品支架)如何用于该项研究。

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隐形眼镜的老化性能

隐形眼镜通常只能使用一段时间(如 1 个月、1 年)。在隐形眼镜的使用期限内,初期和末期的性能应保持稳定一致,因此需要关注其老化性能。

材料的老化状态通常很难判断,但了解材料的弹性对于探究其老化过程提供了一个有效的科学视角。使用 UNHT³ Bio 生物压痕测试仪 测量隐形眼镜的弹性;通过这些弹性数据,可以分析验证老化导致的力学特性变化。

下载应用报告,了解如何使用生物压痕测试仪来表征隐形眼镜和生物材料的力学特性。

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在真实条件下进行水凝胶测试

由于水凝胶难以安置在样品支架内或支架上,并且即使对其施加的压力发生细微的变化也可能会对水凝胶摩擦性能产生重大影响,所以水凝胶测试是一个非常复杂的过程。

使用 MCR 摩擦磨损分析仪 配备一个特殊的水凝胶样品支架,可以获得准确且不受外部因素影响的测试结果。除此之外,它能够匹配接触压力、滑动速度和温度等真实生命环境条件,并且在测量摩擦力时具有高灵敏度,尤其是可以涵盖很宽范围的滑动速度,,从几纳米/秒到超过 1 米/秒)。

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测试隐形眼镜护理液时模拟人体状况

眼药水需具有较低的摩擦性,并且与机器上模拟的人体状况有所不同。然而,从经济和舒适性角度来讲,我们都需要测试这些药水。

使用 MCR 摩擦磨损分析仪 可测量不同滑动速度和法向力下的摩擦系数。其具有的极低速能力使您即能够表征静摩擦特性,也能表征动力学摩擦特性。在大多数情况下,准确测定边界摩擦是测试液体整体性能的关键。

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为研究疾病的演变和治疗而进行(人体)组织研究

全球研究人员都致力于了解和治疗各种疾病,人体组织和人造组织的特性研究是一个非常广泛的领域。

许多人体组织都会受到机械载荷的影响,而其力学性能分析可为疾病的演变、治疗以及人造替代品(植入物、支架)的开发提供有价值的信息。但该领域研究一直缺乏灵敏的仪器,最近安东帕公司推出了 UNHT³ Bio 生物压痕测试仪,可以解决这一问题。

下载应用报告,了解如何将其用于测试人体组织及其潜在的替代材料。

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用于骨质疏松药物开发的测试方法

骨质疏松症会逐渐降低骨骼硬度(骨无力加剧),在大多数情况下是由于年龄增长造成的。

药物中的活性物质会直接影响骨骼特性,因此骨骼硬度、骨骼的弹性模量和骨骼蠕变是研发新药物的关键参数。申请专利或将新型活性物质用于测试流程或投放市场时,针对这些参数进行高分辨率分析能够为研究结果提供重要支持。

UNHT³ Bio 生物压痕测试仪可测量骨骼的弹性模量和蠕变特性等所有参数。

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研究人员可获得的额外优势:安东帕与多所大学密切合作,共同开发用于研究目的、经济实惠的人造骨材料。这些合作能够为您带来专业技术支持和特殊的研发成果,如适用于复杂样品的样品支架,并有助于我们根据您的需要开发单独解决方案。 请与安东帕公司代表联系, 以获得更多信息。

寻找有医疗和经济价值的软骨替代品

寻找软骨替代材料的工作仍在进行中。然而,样品制备和安装等问题使软骨力学特性的研究极具挑战性。此外,在处理生物体液时,可供测试的样品量有限。所有这些都需要一个适当的测试装置。

MCR 摩擦磨损分析仪具有 MCR tribometer 是一个时间和成本上都有高效益的测试装置,能够对天然和人造软骨以及滑膜液替代品进行摩擦和磨损测试。

下载应用报告,了解 MCR 如何用于软骨的生物摩擦学研究。

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适合生物相容性材料实验室和制造商应用的测试设备

生物材料通常都很敏感,易受外界因素的影响,且难以安置在测量仪器中。因此需要配置适用于隐形眼镜、生物组织、凝胶、液体等样品的高精度测试设备。

安东帕提供各种生物相容性测试实验室中广泛应用的专用仪器:

安东帕提供适用于隐形眼镜、水凝胶和其他附件的一系列特殊样品支架,为生物医学实验室研究以及生物材料制造商的材料加工和质量控制提供有力支持。

如果您想要亲自体验这些仪器,请查看 Anton Paar Technical Centers 中的研讨会和产品,或直接联系安东帕公司代表获取更多信息或演示:

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在线研讨会

牙齿和骨骼的表面特性表征

欢迎参加免费的网络研讨会,它涉及的内容包括理论方面和实际的特殊 应用请注意这个研讨会为英文版

适合欧洲和亚洲时区
日期:2019-07-02, 09:00 - 09:45 (CEST UTC+02)
语言:英语
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适合美洲时区
日期:2019-07-02, 16:00 - 16:45 (CEST UTC+02)
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安东帕表面表征解决方案

原子力显微镜 (AFM)

研究级技术,专为降低复杂性而设计

原子力显微镜提供表面形貌3D 图像,能够获得关于粗糙度或刚度等特性的信息。

AFM 是公认要求很高的测量方法,所以安东帕采用新技术来简化仪器操作,从而让更多新用户能够使用它。

这就是原子力显微镜,能够让您的工作更轻松:它可以自动完成复杂的工作流程,在整个测量中充分发挥高水平作用:现在所有用户都能轻松使用这种研究级技术。

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摩擦学测试

利用所有必要的测量夹具,研究材料在实际使用时的状况

获得材料在各种外部条件(如温度和湿度)影响下的性能信息,对摩擦性能的了解至关重要。摩擦磨损分析仪可测定各种材料的摩擦、磨损和润滑特性。

从常压常温的标准销盘实验机到可应用于高温高湿度和真空等环境的复杂试验机以及应用于纳米领域的纳米尺度试验机,MCR 摩擦磨损分析仪结合了摩擦学和流变学 ,安东帕长期积累的专业知识经验在这些仪器中得到充分体现。

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划痕测试

最佳方式观察划痕,完全符合国际标准

划痕测试仪用于表征膜 - 基底的涂层附着力、耐划伤性和耐磨损性。安东帕划痕测试仪因其专利技术而脱颖而出,如实际划痕和划痕曲线的同步全景视图。

测量文件符合国际标准,样品可以随时重新分析或与以前的结果进行比较。

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涂层厚度测量(Calo test)

快速简单地测定涂层厚度

由于涂层厚度对成品有影响,因此准确而经济的测量对于保证涂层质量的可靠性非常重要。

为了满足这些需求,安东帕 Calo Test膜厚测试仪采用简单的球坑法。这种经济高效的表征技术可在 1 至 2 分钟内完成测量,符合国际标准,从而确保数据质量,提产量并节省成本。

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表面电荷分析

快速直接分析真实样品,了解其表面特性

由于存储、老化或操作过程中的磨损,许多材料可能会发生变化。为了预测这些变化并开发经过优化的高性能新材料,需要在真实条件下对这些材料进行测试。诸如表面电荷,吸附/脱附或静电吸引/排斥等特性使我们能够了解膜污染,清洁剂的清洁效果,生物材料的附着力等等。只需要测量表面的 zeta 电位便可以洞察这些情况。

安东帕是分析宏观固体材料 zeta 电位的先驱,并将这种表面分析技术转化为日常实验室工作中的常规应用。

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压痕测试

衡量他人估计的结果,并更快地获得结果

压痕测试提供相关机械特性信息,如薄膜、涂层和基材的硬度和弹性模量。安东帕是唯一一家提供纳米压痕测试仪的公司,采用真实力传感器,可实际测量作用于样品的力,而不是根据致动器估算。

新一代压痕测试仪具有 “快速压痕”模式,提供结果的速度是上一代仪器的八倍。

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掠入射小角 X 射线散射 (GISAXS)

实验室级别的 SAXS/WAXS/GISAXS 光束线装置,是进行颗粒表面研究的最佳设备

GISAXS 是研究纳米结构表面和薄膜的重要工具。纳米结构决定了材料的特性,并影响工业涂层、印刷技术、电子、医疗传感器、储能介质等的可用性。在不断变化或极端外部条件下(如高温和高湿度)研究纳米结构,可以调整和优化材料性能。

自 20 世纪 50 年代以来,安东帕一直是 SAXS 领域的领导者。这种领先的专业技术体现在 SAXS/WAXS/GISAXS 系统中,体积小而分辨率最高,适用于日常纳米研究、各种样品(液体到固体)的高效表征以及新方法开发。

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在材料科学中的应用