生物软组织（血管、心肌、皮肤、角膜、软骨）与仿生水凝胶在体内的受力方式极少是单向的：血管壁同时承受周向与轴向张力，皮肤受拉伸与剪切复合作用，角膜受眼压产生的双轴弯曲张力。BioTester双轴试验机专为这类软物质多轴力学表征而生。它继承双轴加载的基本思想，但在夹具设计、环境控制及微小载荷测量上针对生物软组织的超弹性、大变形、率依赖性做了专项优化，是生物力学实验室探究"组织—力学信号"关系的核心平台。
双轴软组织加载与微力测量
BioTester通常采用四组独立伺服步进或压电作动器，呈十字正交布置，每轴配有大量程范围的高精度微力传感器（分辨率可达毫牛级甚至更低），以适应软组织低模量（通常kPa～MPa）特征。试样裁切成方形或矩形薄片（数毫米至十余毫米边长），四边各缝合或胶粘4～8根不可伸长线，线端分别固定在四组夹头上。
试验时，对立的两组夹头同步反向运动施加拉伸，X与Y方向可按预设应变比（λₓ:λᵧ=1:1等轴，或1:0.5、2:1等非等轴）独立编程控制。通过调节各轴位移，研究者可模拟不同生理或病理受力状态——如动脉环在生理血压下的周向/轴向应力比。
力传感器实时记录四边张力，DIC或视频引伸计追踪标记点位移计算中心区主应变εₓ、εᵧ。由此获得第二Piola-Kirchhoff应力或Cauchy应力与Green-Lagrange应变的关系，用于拟合超弹性本构模型参数，并分析材料在不同双轴度下的各向异性响应（如动脉周向模量明显高于轴向）。
为维持组织活性，BioTester配备透明温控浴槽，可恒温于37℃并持续供给，试样全程浸于生理溶液中。部分系统整合了同步钙成像或显微观察端口，实现力学刺激与生物学响应的联合监测。
生物力学应用价值
BioTester双轴试验机在以下方向发挥关键作用：
心血管组织工程：测定猪/牛/人主动脉、肺动脉、冠状动脉的双向应力-应变关系，为人工血管设计提供各向异性本构数据；评估组织工程血管（TEV）在体外力学训练后的成熟度。
皮肤与瘢痕研究：比较正常皮肤与增生性瘢痕组织在双轴拉伸下的非线性刚度差异，指导仿生敷料开发。
角膜与巩膜：小尺寸角膜条带双轴测试，辅助圆锥角膜早期诊断的力学指标研究。
水凝胶与软机器人材料：表征高含水软材料在大变形双轴载荷下的效应、应力松弛及循环滞后。
操作中须注意组织对脱水、预张力及缝合损伤的敏感性——过紧缝合造成局部切割，过松引入影响应变计算。预调循环通常需10～20个加载-卸载周期使滞后环稳定后再采集数据。BioTester双轴试验机以贴近生理的加载方式，让生物软材料的"力学语言"被定量解读，架起了生物力学与组织工程之间的实验桥梁。
