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2026年5月10-13日,第九届中欧生物材料大会(CESB 2026)在北京国际会议中心隆重举行,会议由国家纳米科学中心和北京大学共同主办。作为三维光学测量技术领域的创新者,新拓三维携XTDIC三维全场应变测量系统亮相本次学术盛会,向来自中欧各国的顶尖学者、科研人员及产业界代表,系统展示了高精度、非接触式光学测量技术在生物力学、医疗器械及先进材料研究中的前沿应用、具体实践案例与强大潜力。

聚焦生物力学,精准量化材料与组织行为
生物材料的研发与评价,尤其是植入性医疗器械的性能验证与组织工程的力学研究,迫切需要在模拟生理环境下对材料与结构的力学行为进行精确、可视化的全场表征。
新拓三维的XTDIC(数字图像相关法)三维全场应变测量系统,以其非接触、高精度、全场化的独特优势,已成为该领域重要的研究工具。它能够实时、动态地测量样品在受力过程中的三维形变、位移及全场应变分布,将肉眼不可见的力学行为转化为直观、量化的数据与图像。
典型应用案例展示:从基础研究到产品验证
在大会现场,新拓三维通过一系列详实的典型案例,生动阐释了XTDIC技术如何解决生物材料研究中的关键挑战:
手掌皮肤柔韧性与力学特性测试
在皮肤生物力学、护肤品功效评估及康复辅具设计等领域,定量评估皮肤在拉伸、弯曲、扭转下的力学响应是关键。XTDIC系统可对手背或手掌特定区域皮肤在受控变形下的全场三维应变进行无接触测量。研究人员能够精确获取皮肤在不同方向上的拉伸率、应变分布均匀性及松弛恢复过程,从而科学评价其柔韧性、弹性模量及老化损伤状态,为功能性护肤品、可穿戴设备的人体工学设计及疤痕治疗评估提供客观数据。

软组织生物力学表征
针对血管、肌腱、韧带、仿生软组织材料及组织工程支架,XTDIC技术展现出独特价值。例如,在模拟脉动流的血管模型中,系统可动态观测血管壁的周向与轴向应变,分析其力学性能。在肌腱/韧带的拉伸测试中,可精确测量其应变沿长度方向的分布,识别潜在的薄弱点。对于多孔软组织工程支架,可无损评估其在压缩、剪切下的宏观变形与内部结构变化的关联,为优化支架力学性能以匹配宿主组织提供直接依据。

显微dic技术分析细胞培养室应变场并与有限元仿真对比
舌鳞癌细胞加载变形分析
骨骼及骨替代物的力学性能研究
XTDIC系统广泛用于骨骼、人工骨、骨水泥、骨板-螺钉复合体等的力学测试。在骨骼的弯曲或压缩试验中,系统可清晰呈现骨骼表面的全场应变分布,直观显示应力传导路径和可能的裂纹萌生与扩展区域。对于骨替代材料,可对比分析其与天然骨在相同载荷下的应变响应差异,评估其力学相容性。在骨科植入物测试中,可精确测量骨-植入物界面的微动与应变,研究应力遮挡效应,为植入物优化设计提供关键反馈。

骨骼压缩变形测试

骨骼拉伸变形测试
生物运动力学与仿生分析
将XTDIC系统与运动捕捉技术结合,可拓展至更宏观的生物运动力学研究。例如,在步态分析中,可测量步态周期中足部或义肢关键部位的表面应变场,分析其受力状态。在运动康复领域,可评估特定动作下肌肉群(通过表面标记)或护具的应变模式。亦可用于研究昆虫翅膀、鱼类游动等生物运动的力学机理,为仿生机器人设计提供自然界的力学灵感。XTDIC技术实现了对动态、复杂生物运动过程中局部力学细节的量化捕获。
不同状态下腿部支架护具运动位移
胯关节运动模拟

运动文胸材料防震测试
赋能研发全周期,加速创新进程
新拓三维的XTDIC系统以其高灵敏度、高空间分辨率和强大的动态分析能力,完美适配于从基础材料性能研究、产品概念设计、原型机优化到疲劳可靠性验证、失效分析及符合性测试(如ISO、ASTM、YY/T标准)的完整研发链条。XTDIC系统可轻松与万能试验机、动态疲劳试验机、生物反应器等设备同步集成,实现力学加载与光学测量的无缝联动。
在大会的专题展台与技术交流中,新拓三维北京办事处与海外销售负责人,DIC技术工程师与国内外与参会者围绕这些具体案例展开了深入讨论,共同探索利用三维全场应变测量这一“眼睛”和“尺子”,更深刻地揭示材料的内在力学行为,缩短研发周期,提升医疗器械产品的安全性与有效性。
生物材料科学与医疗器械的进步,越来越依赖于跨学科的精密测量与表征手段。新拓三维将继续深耕非接触式光学测量技术,紧密结合生物医学工程领域的特殊需求,与全球学术界及产业界伙伴携手,共同推动从“材料设计”到“产业应用”全链条的数据化、可视化与精准化,以创新测量技术护航生命健康领域的科技创新。
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