天然、人工バイオマテリアル向け試験冶具

移植技術の開発には、天然バイオマテリアルの特性値が欠かせません。

ひずみゲージを使ったヒト大腿骨への負荷試験

この試験は移植された骨のプロテーゼがどの程度骨を硬くするか、つまり骨を負荷からどの程度守るのかを検証するために行われます。ヒトの大腿骨がツビックローエルのAllroundLine 20kN にベアリングを装着し、横荷重を防いだ状態で置かれます。それから大腿骨のヘッドに縦方向の荷重で力を加えます。骨の表面へひずみゲージを貼りプロテーゼの移植前移植後の骨表面の状態を比較します。

ヒトのヒザジョイントへの負荷試験

負荷ベアリング試験ではヒザジョイントから発生する力を測定します。

羊の骨の曲げ試験

羊の骨の3点曲げ試験は、骨折が治癒した後の曲げ強度を測定するために設計されました。このために、骨折後に治癒した骨は、その端がサポートに固定されるか、鋳造されます。荷重は、zwickiLine0.5 kN 卓上試験機を使用して適用されます。試験片グリップは、骨を一定の角度で回転できるように設計されており、骨全体の曲げ強度を測定できます。このようにして得られたデータは骨折後の治癒の様子を再現するFEMシュミレーションの1つとして使われます。

血管のIn vitro疲労試験

このビデオでは、血管を温度制御された水浴でテストします。決定された特性値は、代替血管の開発に必要です。

天然バイオマテリアル向けの様々な試験片グリップの概略

組織工学構造の機械特性値の評価（圧縮およびクリープ強さ）

バイオマテリアルの研究には実際に出来るだけ近い状態での試験環境が求められます。このため、この分野における試験は液槽や培養状態で試験が行われる事があります。このアプリケーションでは骨髄の細胞を担体材料に適用し、繰返し負荷下で液体栄養素中で培養しています。

このため、温度37℃、100％湿度環境下で極めて小さな力で繰返し試験を行います（ツビックローエル機械式アクチュエーターを使用）。荷重をインキュベーターに組み込まれたダイを介して上方から試験片に加え、液体栄養素に浸した試験片をCO2またはN2に浸してpH 値を調整しています。伸びは30～100mmです。

膝代替材料の試験は、Scaffolds内の骨細胞を用いて、インビトロで＝１μｍを超えるひずみを伴う繰返し負荷行ってシュミレーションされます。これらの骨代替材は、インプラント上の骨折治癒または組織および骨細胞の成長を促進し、患者の体内の他の場所から骨を移植する必要が無くなります。