取材是病理研究和法医学鉴定的初始阶段，取材样本质量的好坏程度严重干扰着组织病理切片的制作质量和鉴定结果的准确度，同时取材样本厚度的均匀与否也严重影响着法医鉴定的工作效率和病理问题的描述。然而通过调查研究和查新表明，目前世界上的法医和医学工作者在对人体组织进行取材作业时都采用厨房器具进行手工切割。随着医疗纠纷的不断上升，以及对尸检鉴定结果的要求越来越高，对专用组织器官取材器械的需求也将越来越大。因此，开展对人体组织取材技术和取材器械的研究，将会对查明死者的死因提供了更加科学的手段，也将会为医学司法鉴定提供了更加有力的科学证据。为此，本文从生物力学试验、有限元仿真分析和取材器械方案设计三个主要方面对脑组织的力学特性和取材器械进了研究，确保所设计出的取材器械能够有效提高脑组织的取材切片质量，能够保证切割出的切片厚度均匀一致，从而为公安部门有关人员及医学工作者提供技术上的帮助。主要研究内容和结果如下：首先，分析了人体脑组织结构特征和影响脑组织力学性能的两种纤维成分。确定了增加脑组织刚度的方法，对比分析了脑组织的固定试剂及福尔马林试剂固定原理，论述了提高取材切片质量的5种方法。然后，设计出试验所需夹具并对脑组织进行一系列的生物力学试验（包括滞后试验、拉伸强度极限试验、应力松弛和剪切强度试验）。试验对比研究了有大脑沟回破裂和无大脑沟回破裂的多种载荷-位移曲线的差异及各自特点，分析了拉伸强度试验中试样和夹具发生脱离的识别方法。拟合了应力-应变关系函数，构建了应力松弛函数，计算出拉伸强度、剪切强度和弹性模量数值的范围，发现了脑组织的胶原纤维比弹性纤维所占的比例要高。其次，对脑组织的切割原理以及实际切割时的切割力和能量进行了详细的论述，利用拉伸试验数据确定了Mooney-Rivlin材料模型的两个常数，结合有限元法和试验设计对脑组织进行了切割动力学仿真分析，仿真结果发现刀片厚度对脑组织的应变效果影响显著，通过回归分析得出应变回归函数并对三个主要切割参数进行了优化。最后，阐述了切割器械设计的总体原则，利用机械设计软件对取材器械及其主要机构进行了方案分析及设计。本文的研究成果一方面有助于理解脑组织的静力学特性和切割动力学特性，另一方面可以避免实际取材时集中应力的产生，彻底解决了取材厚度不均匀一致的问题，同时也能够对取材位置进行准确地描述。