لتحسين طرق الاختبارات الميكانيكية لتقييم العظم زرع مرسى

الهدف العام من هذا الإجراء هو تقييم تثبيت واستقرار العظام الترميمية المشكلة حديثا على أسطح الزرع المرشحة. يتم تحقيق ذلك عن طريق إنشاء مجموعتين من غرسات التيتانيوم المخصصة. عولجت مجموعة واحدة بمعالجة انفجار الحصى القياسية لإنشاء تضاريس دقيقة أساسية ومجموعة ثانية بنفس معالجة التفجير بالحصى ، بالإضافة إلى بلورات نانو فوسفات الكالسيوم المتراكبة.

الخطوة الثانية هي وضع الغرسات في عظم الفخذ البعيد لذكور فئران الويستار لمدة تسعة أيام ، وعند هذه النقطة يتم جمع الأنثى. بعد ذلك ، يتم تنظيف الأنثى وقطع العظم المحيط بعرض الغرسة ، وترك عينات الاختبار الميكانيكية مع القوس القشري على جانبي الزرع. تتمثل الخطوة الأخيرة في وضع عينات الاختبار في مركب أسنان قابل للتدفق باستخدام قالب منفصل مخصص ، والذي يعزل 0.5 ملم من العظام المحيطة بالزرع وإجراء اختبارات ميكانيكية على العينات.

في النهاية ، توفر نتائج الاختبار الميكانيكي تقييما لقدرة سطح الغرسة المرشح على العمل كسطح تثبيت للعظم الإصلاح المشكل حديثا. يمكن استخدام هذه الطريقة لإثبات أهمية نطاقات المقياس المختلفة لتضاريس سطح الزرع على الآليات المختلفة لتثبيت العظام من الترابط العظمي على مقياس النانومتر إلى نمو العظام على مقياس الميكرون للدورة. هذه التقنية مناسبة بشكل خاص لقياس تأثيرات تصميمات الأسطح المرشحة ، مثل الأسطح المثبتة للعظام التعويضية المشكلة حديثا.

لأنه يحد من منطقة الاختبار الميكانيكي في حدود نصف ملليمتر من سطح الغرسة. يمكن أن توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة للتأثيرات على تكوين العظام كدالة لتصميم سطح الغرسة ، ويمكن أيضا تطبيقها على مواد الزرع المعدنية والسيراميك والبوليمرية الأخرى. لبدء هذا الإجراء ، قم بتصنيع غرسات التيتانيوم المستطيلة الشكل من التيتانيوم النقي تجاريا ، ثم حفر حفرة مركزيا أسفل المحور الطويل وإعداد أسطحها للزرع كما هو موضح في بروتوكول النص المصاحب ، وقم بتعيين غرسات واحدة إلى عظم الفخذ الأيسر والأخرى إلى اليمين عن طريق التوزيع العشوائي الجزئي.

هذا يضمن أن ينتهي المطاف بأحد أنواع الغرسات في نفس ويسمح بتحسين التحليل الإحصائي. كما هو الحال مع جميع الإجراءات الحيوانية ، احصل على موافقة البروتوكول من لجنة رعاية المحلية قبل البدء في أي تجارب لهذا الإجراء. احصل على فئران الويستار الصغيرة التي يتراوح وزنها بين 200 و 250 جراما في وقت الجراحة.

تخدير فأر واحد في كل مرة باستخدام التخدير الاستنشاقي للتحريض. إدارة 4٪ من الفلور في الأكسجين بمعدل تدفق لتر واحد في الدقيقة. ثم استخدم 2٪ من الفلور في خليط من لتر واحد في الدقيقة من أكسيد النيتروز و 0.6 لتر في الدقيقة من الأكسجين.

للحفاظ على التخدير ، قم بإجراء اختبار قياسي لقرص إصبع القدم لضمان التخدير الفعال قبل متابعة الإجراء. بمجرد التخدير الكامل ، ضع مرهما اصطناعيا للدموع على كلتا العينين وقم بإعطاء مسكن ما قبل الجراحة من خلال حقن تحت الجلد من 0.01 إلى 0.05 ملليغرام لكل كيلوغرام من البوبرينورفين. بعد ذلك ، قم بحلق الجانب الأمامي الوحشي لكل ساق خلفية ثم قم بتطهير المنطقة الجراحية بالتناوب ثلاث مرات مع 10٪ بيتادين و 70٪ إيثانول.

ضع الجرذ على وسادة دوران الماء الدافئ لمنع انخفاض حرارة الجسم أثناء العملية باستخدام مشرط جراحي رقم 15. قم بعمل شق عبر الجلد وعلى طول الجانب الجانبي من الفخذ لكشف العضلات. ثم قم بتعريض عظم الفخذ البعيد باستخدام تشريح حاد لتشتيت أجسام العضلات بطريقة طفيفة التوغل.

بعد ذلك ، اكشط الطبقة الرقيقة من السمحاق ، والتي تتراكب عظم الفخذ باستخدام مصعد بيروت لكشف العظم القشري بالكامل للحفر. احرص على عدم إتلاف صفيحة النمو أو الغضروف المفصلي لمفصل الركبة أثناء التشريح الحاد أو إزالة السمحاق. بمجرد تنظيف عظم الفخذ وفحصه ، قم بتدوير عظم الفخذ بشكل جانبي لكشف الجانب الأمامي لعظم الفخذ البعيد.

تأكد أيضا من وجود الكثير من المحلول الملحي المعقم المتاح لري الأنسجة أثناء الحفر لتجنب ارتفاع درجة حرارة الأنسجة قبل الحفر ، قم بقياس موقع فتحتين ، على بعد 2.5 ملم على طول خط الوسط لعظم الفخذ باستخدام الفرجار. ثم قم بتوصيل لدغ أسنان 1.3 ملم بمقبض الأسنان وقم بإنشاء الثقوب عن طريق الحفر من خلال القشرة الأمامية. بعد ذلك ، قم بإرفاق لدغ أسنان ملتوي 1.3 ملم بالمقبض وقم بتمديد الثقوب من خلال القشرة المعاكسة لعظم الفخذ مما يؤدي إلى ثقوب متوازية ثنائية العقد.

أخيرا ، قم بتبديل الأزيز الملتوي للحصول على لدغ قطع جانبي مخصص واستخدمه للانضمام إلى الثقوب في اتجاه بعيد قريب ، لتشكيل موقع الزرع. بمجرد اكتمال العيب ، مرر خياطة قابلة للتحلل عبر الفتحة باستخدام الإبرة المرفقة وأعدها حول قشرة الفخذ الخارجية. ثم قم بربط الغرسة على الطرف الحر من الخيط وتوجيهها إلى العيب حيث يجب تركيبها بالضغط.

اربط الخيط حول الجانب الجانبي لعظم الفخذ لتوفير استقرار الغرسة أثناء التعافي بعد الجراحة والمراحل المبكرة من الشفاء. استخدم الخيط المتبقي لإغلاق الأنسجة العضلية ، ثم ضع الأنسجة الجلدية باستخدام الدبابيس الجراحية. أخيرا ، قم بإعطاء مسكن بعد الجراحة من خلال الحقن تحت الجلد.

افحص المواقع الجراحية بحثا عن علامات العدوى وراقب يوميا. استبعاد التي لا تتعافى تماما من التنزه أو تلك التي تبين أنها مصابة بكسور في الفخذ عند التضحية عند التضحية ، افصل عظم الفخذ ونظف عظم الأنسجة الرخوة المحيطة. قم بتخزينه على الفور في محلول عازل من السكروز بنسبة 15٪ للحفاظ على ترطيب الأنسجة.

استعدادا للاختبار الميكانيكي ، ارسم خطا أسود رفيعا في علامة دائمة على القوس الجانبي لأغراض تحديد الهوية. بعد ذلك ، قم بقص العظم بعرض الغرسات باستخدام لدغ ماسي أسطواني متصل بنظام عالي السرعة. تتكون عينات الاختبار النهائية من قوسين من العظام متصلين بكل وجه من وجهي الزرع.

استخدم جهاز اختبار ميكانيكي مزود بخلية تحميل لجميع الاختبارات واضبط سرعة التشغيل على 30 ملم في الدقيقة. قم بتعيين قيمة اختبار قدرها صفر نيوتن للأقواس التي تسقط أثناء التحضير أو النقل لاختبار العينات. أولا ، ضع العينة في قالب منفصل مخصص وقم بتثبيتها عن طريق وضع لوحة التثبيت على الجانب الخلفي من القالب.

ثم قم بإحاطة القوس القشري بمركب أسنان قابل للتدفق وقم بمعالجة المركب لمدة 60 ثانية باستخدام ضوء علاج عالي الكثافة لقوس البلازما الياقوتي. يسمح هذا التصميم بعزل منطقة 0.5 ملم من العظام المحيطة بالزرع لإجراء اختبار متسق. بعد المعالجة ، افتح القالب وقم بإزالة كتلة العينة المتصلبة.

بعد ذلك ، قم بإصلاح نسخة طبق الأصل مسبقة الصنع من عينة الاختبار في نائب وقم بتوسيط الوحدة على قاعدة instron. ثم قم بتثبيت العينة على النظام عن طريق وضعها في خيط الرذيلة ، وخط الصيد المصنوع من النايلون الذي يبلغ وزنه 10 أرطال من خلال الغرسة وإرفاق الأطراف السائبة بالرأس المتقاطع المتحرك من أجل الاتساق ، قم دائما بتسمية الجانب الجانبي واختباره أولا. بعد ذلك ، حرك الرأس المتقاطع بعيدا عن العينة بسرعة 30 ملم في الدقيقة كما كان من قبل حتى الفشل.

بمجرد أن يبتعد العظم عن سطح الغرسة ، كرر هذه العملية باستخدام القوس الإنسي ثم راقب أسطح الغرسة باستخدام مجهر تشريح. تظهر هنا صور SEM لأسطح الغرسة المنفجرة بالحصى المعروضة مع وبدون إضافة بلورات نانو فوسفات الكالسيوم. تبدو أسطح النانو المعدلة مشابهة لأسطح التحكم عند 10،000 x ، ولكن عند عرضها عند 100،000 x ، تصبح تضاريس النانو المتراكبة التي تم إنشاؤها بواسطة بلورات نانو فوسفات الكالسيوم واضحة تماما.

عرض منحنيات النزوح القسري التمثيلية هنا. تمثل الخطوط الحمراء الأسطح المعقدة الطبوغرافية الدقيقة ، بينما يمثل الخط الأسود غرسات مع بلورات نانو فوسفات الكالسيوم المتراكبة. كان للسطح الذي يحتوي على السمات الطبوغرافية الفرعية لفوسفات الكالسيوم المضاف قوى اضطراب أعلى بكثير من تلك الموجودة في التضاريس الدقيقة غير المعدلة.

في تحليل مستويات الكسر بعد الاختبار الميكانيكي ، تم كسر 92٪ من أولئك الذين لديهم عظم مغلف بمركب أسنان قابل للتدفق داخل منطقة الزرع المستهدفة. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم إيلاء اهتمام صارم عند وضع عينات الاختبار في قدر نظرا لحجمها ووزنها المصغر. يصعب وضعها بدقة ، لذلك من الضروري محاذاة كل شيء بشكل صحيح قبل تطبيق مركب الأسنان.

بعد هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق تصوير متقدمة مثل التصوير الإلكتروني المتناثر الخلفي في المجهر الإلكتروني الماسح من أجل الإجابة على أسئلة إضافية حول تفاعل غرسة العظام بتكبير أعلى بكثير.