Name: Praktyczne uwarunkowania dotyczące projektowania, wykonywania i interpretacji badań obejmujących próby zginania kości gryzoni w całości (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-09-01T13:50:00.000+00:00
Duration: 4 min 20 s
Description: Poznaj metodę testowania mechanicznego kości gryzoni w celu oceny podatności na złamania. Protokół obejmuje przygotowanie próbek, skanowanie Micro CT oraz analizę danych z testów zginania całych kości.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Praca wykonana w celu opracowania tego protokołu została wsparta przez National Institutes of Health [AR072609].

Principles and Protocols of Mechanical Testing for Bone Fracture Susceptibility

<ol><li>Vesper, E. O., Hammond, M. A., Allen, M. R., Wallace, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Even+with+rehydration%2C+preservation+in+ethanol+influences+the+mechanical+properties+of+bone+and+how+bone+responds+to+experimental+manipulation%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Even with rehydration, preservation in ethanol influences the mechanical properties of bone and how bone responds to experimental manipulation.</a> Bone. 97, 49-53 (2017).</li>
<li>Jepsen, K. J., Silva, M. J., Vashishth, D., Guo, X. E., van der Meulen, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Establishing+biomechanical+mechanisms+in+mouse+models%3A+practical+guidelines+for+systematically+evaluating+phenotypic+changes+in+the+diaphyses+of+long+bones%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Mineral+Research%22%5BJournal%5D)">Establishing biomechanical mechanisms in mouse models: practical guidelines for systematically evaluating phenotypic changes in the diaphyses of long bones.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 30 (6), 951-966 (2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Basic+and+Applied+Bone+Biology%22">Basic and Applied Bone Biology</a>. Eds Burr, D. B., Allen, M. R. , Elsevier/Academic Press, London. (2019).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22microCT+SkyScan+1272+User+Manual%22">microCT SkyScan 1272 User Manual</a>. , Konitch, Belgium. https://research.rutgers.edu/sites/default/files/2022-02/1272_UserManual_v1_2.pdf (2018).</li>
<li>Kim, Y., Brodt, M. D., Tang, S. Y., Silva, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MicroCT+for+scanning+and+analysis+of+mouse+bones%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">MicroCT for scanning and analysis of mouse bones.</a> Methods in Molecular Biology. 2230, 169-198 (2021).</li>
<li>Bouxsein, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidelines+for+assessment+of+bone+microstructure+in+rodents+using+micro-computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Mineral+Research%22%5BJournal%5D)">Guidelines for assessment of bone microstructure in rodents using micro-computed tomography.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 25 (7), 1468-1486 (2010).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Micro-CT+specimen+scanner%2C+Centre+for+high-throughput+phenogenomics%22">Micro-CT specimen scanner, Centre for high-throughput phenogenomics</a>. , https://chtp.ubc.ca/equipment/x-ray-imaging/micro-ct-specimen-scanner (2023).</li>
<li>ASTM International. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Standard+test+method+for+flexural+properties+of+unreinforced+and+reinforced+plastics+and+electrical+insulating+materials+by+four-point+bending%22">Standard test method for flexural properties of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating materials by four-point bending</a>. , https://www.astm.org/d6272-17e01.html (2020).</li>
<li>ASTM International. Standard test methods for flexural properties of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating materials. , https://www.astm.org/d0790-17.html (2017).</li>
<li>Bruker microCT NRecon: An overview. , Konitch, Belgium. https://www.yumpu.com/en/document/read/8764648/nrecon-user-manual-skyscan (2023).</li>
</ol>

Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.

W całym procesie skanowania i testowania zdarzają się momenty, w których rozwiązywanie problemów i optymalizacja są odpowiednie. Pierwszy z nich występuje podczas skanowania kości za pomocą μCT. Podczas gdy wiele systemów jest dostarczanych z uchwytem, w którym można trzymać i skanować jeden obiekt, niestandardowe uchwyty mogą być produkowane w celu skanowania wielu kości w tym samym czasie. Skanowanie wielu kości może być doskonałym punktem do optymalizacji, ale należy zachować ostrożność podczas całego procesu skanowan...

Mechaniczne badanie kości jest podstawową metodą pozyskiwania funkcjonalnych informacji związanych z podatnością kości na złamania. W badaniach przedklinicznych można zastosować kilka metod testowania, ale zdecydowanie najczęstszą jest zginanie kości długich. Testy te są łatwe do wykonania i mogą być stosowane na kościach o różnej wielkości, od człowieka do myszy. Ponieważ myszy są jednymi z najczęściej badanych zwierząt w badaniach przedklinicznych, protokół ten skupi się na testach zginania wykonywanych na kości udowej i piszczelowej myszy.
Przed wykonaniem testów zginania, kości muszą być odpowiednio pobrane i przechowywane. Najczęstszymi metodami przechowywania tradycyjnie były zamrażanie kości w gazie nasączonej solą, zamrażanie w samej soli fizjologicznej lub odwadnianie kości w etanolu 1. Wykazano, że kości przechowywane w etanolu mają zwiększoną sztywność i moduł sprężystości oraz zmniejszone parametry odkształcenia w porównaniu z tymi przechowywanymi w stanie zamrożonym1. Nawet ponowne nawodnienie kości przed badaniem nie przywraca tych właściwości do normalnego poziomu 1. Przechowywanie zanurzone w soli fizjologicznej może spowodować uszkodzenie kości, ponieważ ciśnienie jest wywierane w miarę rozszerzania się soli fizjologicznej. Ponadto konieczne byłoby całkowite rozmrożenie roztworu w celu usunięcia kości do skanowania metodą tomografii mikrokomputerowej (μCT). W związku z tym zamrażanie świeżo zebranych kości w gazie nasączonej solą stało się standardową metodą przechowywania i jest zalecane w całym tym protokole.
Ponieważ rozmiar i kształt kości wpływają na jej wytrzymałość, a wiele modeli chorób znacząco zmienia rozmiar i morfologię kości, stosuje się zasady inżynierii, aby znormalizować wpływ rozmiaru na uzyskanie właściwości, które szacują zachowanie tkanki2. Podejście to wymaga geometrii przekroju poprzecznego miejsca uszkodzenia, która jest najczęściej uzyskiwana za pomocą μCT do tworzenia skanów kości przed badaniem. μCT jest szeroko stosowany ze względu na jego dostępność i wysoką rozdzielczość obrazu. Co więcej, wkład tkanek miękkich nie jest uwzględniony, a skanowanie nie wymaga chemicznego mocowania ani innych modyfikacji bone3,4. We wszystkich formach tomografii komputerowej źródło promieniowania rentgenowskiego skupia się na obiekcie, podczas gdy detektor po drugiej stronie obiektu mierzy wynikową energię promieniowania rentgenowskiego. W ten sposób powstaje cień rentgenowski próbki, który można przekształcić w obraz3,5. Skanowany obiekt jest obracany (lub źródło promieniowania rentgenowskiego i detektor są obracane wokół próbki), generując obrazy, które można zrekonstruować do trójwymiarowego zestawu danych reprezentującego obiekt5.
Rozdzielczość skanowania, czyli jak blisko siebie mogą znajdować się dwa obiekty i nadal być rozdzielone indywidualnie, jest kontrolowana przez zmianę nominalnego rozmiaru woksela lub rozmiaru piksela w wynikowym obrazie. Ogólnie przyjmuje się, że obiekty muszą być co najmniej dwa razy większe od pojedynczego woksela, aby mogły zostać zidentyfikowane3, ale wyższy współczynnik pozwoli na poprawę precyzji. Co więcej, większe woksele są bardziej podatne na częściowe efekty objętościowe: gdy pojedynczy woksel zawiera tkanki o różnej gęstości, przypisuje się mu średnią tych gęstości, a nie gęstość właściwą pojedynczej tkanki, co może prowadzić do przeszacowania lub niedoszacowania obszarów tkanek i gęstości mineralnej3. Chociaż te problemy można złagodzić, wybierając mniejsze rozmiary wokseli, użycie wyższej rozdzielczości nie gwarantuje eliminacji częściowych efektów głośności i może wymagać dłuższego czasu skanowania3. Podczas skanowania kości ex vivo ogólnie zaleca się rozmiar woksela 6-10 μm, aby dokładnie ocenić architekturę beleczkową kości myszy. Większy rozmiar woksela wynoszący 10-17 μm może być użyty dla kości korowej, chociaż należy użyć najmniejszego rozsądnego rozmiaru woksela. Protokół ten wykorzystuje rozmiar woksela 10 μm, który jest wystarczająco mały, aby rozróżnić kluczowe właściwości beleczkowania i zminimalizować efekty częściowej objętości bez długiego czasu skanowania.
Ustawienia filtra energii rentgenowskiej i energii również muszą być starannie dobrane, ponieważ wysoka gęstość mineralna i grubość tkanki kostnej znacznie tłumi i zmienia transmitowane widmo energii promieniowania rentgenowskiego. Powszechnie zakłada się, że ponieważ emitowane widmo promieniowania rentgenowskiego jest równoważne widmu, które opuszcza obiekt6, użycie niskoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego na gęstych obiektach, takich jak kości, może prowadzić do artefaktu znanego jako utwardzanie wiązki7. Podczas skanowania próbek kości zaleca się wyższe napięcie 50-70 kVp, aby zmniejszyć częstość występowania tych artefaktów5. Ponadto wstawienie aluminiowego lub miedzianego filtra energii tworzy bardziej skoncentrowaną wiązkę energii, co jeszcze bardziej minimalizuje artefakty4,7. W całym tym protokole zostanie zastosowany filtr aluminiowy o grubości 0,5 mm.
Na koniec, krok obrotu skanowania i długość obrotu (np. 180°-360°) razem kontrolują liczbę przechwytywanych obrazów, co określa ilość szumu w końcowym skanowaniu4. Uśrednienie wielu klatek w każdym kroku może zredukować szum, ale może wydłużyć czas skanowania4. Ten protokół wykorzystuje krok obrotu wynoszący 0,7 stopnia i uśrednianie klatek wynoszące 2.
Ostatnia uwaga na temat skanowania: fantomy kalibracji hydroksyapatytu powinny być skanowane przy użyciu tych samych ustawień skanowania, co kości eksperymentalne, aby umożliwić konwersję współczynników tłumienia na gęstość mineralną w g/cm35. W protokole tym wykorzystuje się fantomy o stężeniu 0,25 g/cm3 i hydroksyapatytu o stężeniu 0,75 g/cm3, chociaż dostępne są różne fantomy. Należy pamiętać, że niektóre systemy skanujące używają wewnętrznych fantomów w ramach codziennej kalibracji systemu.
Po zakończeniu skanowania, rzuty kątowe są rekonstruowane w przekrojowe obrazy obiektu, zazwyczaj przy użyciu dołączonego oprogramowania producenta. Niezależnie od zastosowanego systemu, ważne jest, aby upewnić się, że cała kość jest uchwycona w rekonstrukcji i że progi są odpowiednio ustawione, aby umożliwić rozpoznanie kości i niekości. Po rekonstrukcji bardzo ważne jest, aby obrócić wszystkie skany w trzech wymiarach, tak aby kości były zorientowane spójnie i prawidłowo wyrównane z osią poprzeczną, ponownie przy użyciu oprogramowania producenta.
Po obróceniu, obszary zainteresowania (ROI) do analizy mogą być wybrane w zależności od tego, czy pożądane są właściwości kory, beleczkowanie czy geometria złamania dla normalizacji mechanicznej. W przypadku tych ostatnich ROI należy wybrać po przeprowadzeniu testów, mierząc odległość od miejsca złamania do jednego końca kości i używając rozmiaru woksela do określenia odpowiedniej lokalizacji przekroju w pliku skanowania. Wybrany obszar powinien mieć co najmniej 100 μm długości, z punktem pęknięcia w przybliżonym środku ROI, aby zapewnić odpowiednie oszacowanie4.
Po wybraniu ROI, do normalizacji mechanicznej (do obliczenia naprężenia zginającego i odkształcenia) potrzebne są dwie właściwości: maksymalna odległość od neutralnej osi gięcia do powierzchni, na której inicjowane jest uszkodzenie (zakłada się, że jest to powierzchnia obciążona napięciem, określona przez układ testowy) oraz obszar momentu bezwładności wokół osi neutralnej (również zależny od konfiguracji testowej). Ten protokół zaleca użycie niestandardowego kodu do określenia tych wartości. Aby uzyskać dostęp do kodu, skontaktuj się bezpośrednio z autorem korespondencyjnym lub odwiedź stronę internetową laboratorium pod adresem https://bbml.et.iupui.edu/, aby uzyskać więcej informacji.
Po zakończeniu skanowania μCT można rozpocząć testy mechaniczne. Próby zginania mogą być wykonywane w konfiguracji czteropunktowej lub trzypunktowej. Preferowane są czteropunktowe testy zginania, ponieważ eliminują naprężenia ścinające w kości między punktami obciążenia, co pozwala na wystąpienie czystego zginania w tym obszarze3. Kość następnie pęknie z powodu naprężenia, tworząc uszkodzenie, które jest bardziej reprezentatywne dla prawdziwych właściwości zginania bone3. Kość musi być jednak obciążona w taki sposób, aby dostarczyć takie samo obciążenie w obu punktach obciążenia (można to ułatwić za pomocą obrotowej głowicy ładującej). W testach zginania trzypunktowego występuje duża zmiana naprężenia ścinającego w miejscu, w którym punkt obciążenia styka się z kością, co powoduje, że kość pęka w tym miejscu z powodu ścinania, a nie rozciągania3. Normy ASTM zalecają, aby materiały poddawane zginaniu miały stosunek długości do szerokości 16:1, co oznacza, że długość przęsła podparcia powinna być 16 razy większa niż szerokość kości, aby zminimalizować wpływ ścinania8,9. Jest to często niemożliwe do osiągnięcia podczas badania małych kości gryzoni, więc rozpiętość obciążenia jest po prostu tak duża, jak to możliwe, ale z jak najmniejszą zmianą kształtu przekroju poprzecznego. Co więcej, podczas wykonywania zgięcia czteropunktowego, stosunek długości dolnego i górnego przęsła powinien wynosić ~3:18, co zwykle można osiągnąć w kości piszczelowej, ale jest to trudne w krótszej kości udowej. Ponadto cieńsze ściany kory udowej sprawiają, że są one podatne na deformację pierścieniową, która zmienia kształt przekroju kości podczas badania (można to uwydatnić w testach czteropunktowych, ponieważ do wywołania tego samego momentu zginającego potrzebna jest większa siła w porównaniu ze zginaniem trzypunktowym). Dlatego zginanie trzypunktowe będzie stosowane w przypadku kości udowej myszy, podczas gdy zginanie czteropunktowe będzie stosowane w przypadku kości piszczelowych w całym tym protokole.
Na koniec, ważne jest, aby odpowiednio zasilić badanie do analizy statystycznej. Ogólnym zaleceniem dla badań mechanicznych jest posiadanie próbki o wielkości 10-12 kości na grupę doświadczalną, aby móc wykryć różnice, ponieważ niektóre właściwości mechaniczne, zwłaszcza parametry po plonowaniu, mogą być bardzo zmienne. W niektórych przypadkach może to oznaczać rozpoczęcie od większej wielkości próby zwierzęcej, biorąc pod uwagę wyczerpanie, które może wystąpić podczas badania. Analiza wielkości próby przy użyciu istniejących danych powinna zostać zakończona przed przystąpieniem do badania.
Istnieją liczne ograniczenia i założenia, ale testy zginania mogą dostarczyć dość dokładne wyniki, zwłaszcza gdy interesujące są względne różnice między grupami. Właściwości te, wraz z analizą architektury beleczkowej i morfologii kory mózgowej, mogą zapewnić lepszy wgląd w stany chorobowe i schematy leczenia. Jeśli zachowamy ostrożność w tych aspektach eksperymentu, które są pod naszą kontrolą (np. zbieranie, przechowywanie, skanowanie i testowanie), możemy mieć pewność, że uzyskano dokładne wyniki.

<table><tbody><tr><td>CTAn</td><td>Bruker</td><td>NA</td><td>Oprogramowanie do analizy skanów CT DataViewer</td></tr><tr><td></td><td>Bruker</td><td>NA</td><td>CT Scan Rotation Software</td></tr><tr><td>Matrix Laboratory (MATLAB) 2023a</td><td>MathWorks</td><td>NA</td><td>Platforma kodowania używana do analizy danych</td></tr><tr><td>Oprogramowanie do rekonstrukcji skanów CT</td><td>NRecon</td><td>Bruker</td><td></td></tr><tr><td>NA SKYSCAN 1272-100 kV z detektorem CCD 16 MP, w tym oprogramowanie 3D Suite i nbsp; &nbsp;</td><td>Micro Photonics Inc</td><td>SKY-016814</td><td>System Micro-CT, który może nieniszcząco wizualizować do 209 mPs w każdym wirtualnym przekroju obiektu&nbsp;</td></tr></tbody></table>

praktyczne uwarunkowania dotyczące projektowania, wykonywania i interpretacji badań obejmujących próby zginania kości gryzoni w całości

Practical Considerations for the Design, Execution, and Interpretation of Studies Involving Whole-Bone Bending Tests of Rodent Bones

Kruchość szkieletu prowadząca do złamań to amerykański kryzys zdrowia publicznego, skutkujący 1,5 miliona złamań rocznie i 18 miliardów dolarów bezpośrednich kosztów opieki. Zdolność do zrozumienia mechanizmów leżących u podstaw choroby kości i odpowiedzi na leczenie jest nie tylko pożądana, ale i kluczowa. Mechaniczne badanie kości służy jako cenna technika pozwalająca zrozumieć i określić ilościowo podatność kości na złamania. Chociaż metoda ta wydaje się prosta do wykonania, można wyciągnąć niewłaściwe i niedokładne wnioski, jeśli użytkownik zignoruje nadrzędne założenia i kluczowe kroki. Zaobserwowano to w różnych dyscyplinach, ponieważ badania nadal są publikowane z niewłaściwym wykorzystaniem metod i nieprawidłową interpretacją wyników. Protokół ten posłuży jako podstawa do zasad związanych z testami mechanicznymi wraz z zastosowaniem tych technik - od rozważań nad wielkością próbki, poprzez pobieranie i przechowywanie tkanek, po analizę i interpretację danych. Dzięki temu można uzyskać cenne informacje na temat podatności kości na złamania, co pogłębi wiedzę zarówno dla badań akademickich, jak i rozwiązań klinicznych.

Po zakończeniu badania tomografii komputerowej (CT) większość wadliwych skanów można wykryć na etapie rekonstrukcji. Często skany słabej jakości charakteryzują się wysoką kompensacją niedopasowania, co jest wyraźnym wskaźnikiem błędu podczas skanowania. Błędy mogą jednak wystąpić również na innych etapach, co może prowadzić do uzyskania nieprawidłowych danych. Błędy te można często zauważyć podczas analizy poszczególnych obliczonych właściwości architektonicznych. Jeśli wartości znacznie odbiegają od zakresu pozostałych ...

Mechaniczne badanie kości gryzoni jest cenną metodą pozyskiwania informacji na temat podatności kości na złamania. Przy braku odpowiedniego zrozumienia praktycznego wyniki mogą być nadinterpretowane lub nieaktualne. Protokół ten posłuży jako przewodnik zapewniający, że testy mechaniczne są wykonywane dokładnie, aby zapewnić prawidłowe i funkcjonalne dane.

Praktyczne uwarunkowania dotyczące projektowania, wykonywania i interpretacji badań obejmujących próby zginania kości gryzoni w całości

Skeletal fragility leading to fracture is an American public health crisis resulting in 1.5 million fractures each year and $18 billion in direct care ...

Obecne wyzwania eksperymentalne związane z testami zginania obejmują konsekwentne umieszczanie kości w tej samej orientacji, dokumentowanie postępu pękania kości podczas testu oraz interpretację złożonych wyników. Nasz protokół stanowi przewodnik nie tylko dla procedury testowej i analizy danych dla testów zginania całych kości, ale także dla przygotowania i przechowywania próbek. I jest to pierwszy przypadek, w którym zaprezentowano cały protokół.Badanie mechaniczne całej kości jest szybką i prostą metodą uzyskiwania pomiarów podatności kości na złamania w porównaniu z innymi metodami badawczymi. Po pobraniu kości udowej i piszczelowej od myszy poddanej eutanazji, należy wykonać mikrotomografię komputerową o rozdzielczości 6-10 mikrometrów zrekonstruowaną dla każdej próbki w celu obliczenia geometrii rozmiaru złamania. Rozmrozić wszystkie kości do testowania i upewnij się, że przetestujesz wszystkie kości z tego samego eksperymentu podczas jednej sesji.Teraz zlokalizuj ogniwo obciążnikowe o czułości i pojemności odpowiedniej dla próbki. Biorąc pod uwagę zakres uszkodzeń próbki, wybierz czujnik wagowy o 50% większej nośności, jednocześnie maksymalizując czułość. Zlokalizuj mocowania przęsła nośnego i podparcia.Zamontuj ogniwo obciążnikowe i osprzęt, przykręcając ogniwo obciążnikowe do górnego wspornika testera, mocując górny uchwyt ładujący do ogniwa obciążnikowego i montując dolny uchwyt do dolnego wspornika testera. Następnie wybierz długość przęsła podpory, która pozostanie stała dla wszystkich próbek. Użyj najkrótszej kości w zestawie próbek, aby określić odległość rozpiętości podpory i prawidłowo ustawić kość między mocowaniami.Aby wykonać trzypunktowy test zginania kości udowej, należy przyłożyć przednią powierzchnię kości do przęsła podparcia, upewniając się, że pozycja znajduje się w trzonie próbki. Wyklucz trzeci krętarz na bliższym końcu i punkt przejścia, w którym kość rozszerza się do przynasady i kłykci na dystalnym końcu. Upewnij się, że przęsło obciążenia jest wyśrodkowane w obrębie przęsła podpory i zawiera jednolity obszar kości.Następnie zmierz i zapisz odległość rozpiętości podpory. Po ustawieniu i zarejestrowaniu rozpiętości podparcia zbliż dolny uchwyt do górnego uchwytu, aby między nimi było wystarczająco dużo miejsca, aby można było umieścić kość. Umieść kość z powrotem w soli fizjologicznej lub ponownie nawodnioną bolusem z soli fizjologicznej.Upewnij się, że wszystkie części oprawy są szczelne i nie mają żadnych ruchów. W oprogramowaniu do testowania mechanicznego zaprojektuj profil próby zginania z powolną szybkością narastania przemieszczenia, aby uniknąć efektów lepkosprężystych powodujących obciążenie kości aż do jej uszkodzenia. Po utworzeniu profilu testowego utwórz osobne foldery dla każdej grupy badawczej.Wybierz odpowiednio rozmrożoną kość, a następnie zmierz i zapisz jej pełną długość za pomocą suwmiarki. Załaduj próbkę kości na urządzenie we właściwej orientacji. Zmień nazwę pliku, aby odzwierciedlić szczegóły badanej próbki, i zapisz każdy test w odpowiednim folderze.Wyzeruj obciążenie i aktywuj napęd systemu, upewniając się, że nie jest on w stanie kontrolować obciążenie lub przemieszczenie. Ostrożnie przyłóż lekkie napięcie wstępne do kości, aby zabezpieczyć jej pozycję. Nie należy narażać próbki na szwank.Celuj w obciążenie wstępne około 0,25 niutona. Upewnij się, że żądana orientacja kości jest spójna przed przejściem dalej. Uwodnić próbkę, obficie nasączając ją solą fizjologiczną.W oprogramowaniu zainicjuj test zginania, wybierając opcję Start (Start) lub Run (Uruchom). Bardzo ważne jest, aby dokładnie obserwować próbkę przez cały czas trwania testu, odnotowując wszelkie wystąpienia problemów. Uważnie obserwuj, kiedy kość zaczyna się łamać.Testy zatrzymują się automatycznie, gdy osiągną ustawione limity. Jeśli jednak wystąpi awaria, przerwij test ręcznie, aby uniknąć uszkodzenia czujnika wagowego. Po zakończeniu badania zmierz długość od dystalnego końca do punktu przerwania za pomocą suwmiarki i zapisz ją.

practical-considerations-for-design-execution-interpretation-studies

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Celem protokołu jest optymalizacja parametrów generowania pęknięć, aby uzyskać spójne złamania. Protokół ten uwzględnia różnice w wielkości i morfologii kości, które mogą występować między zwierzętami. Dodatkowo opisano ekonomiczny, regulowany aparat do łamania.

Projektowanie aparatury do pękania i optymalizacja protokołu dla złamań stabilizowanych metodą zamkniętą u gryzoni

Protokół opisuje skuteczne i powtarzalne metody testowania biomechanicznego rozciągania ścięgien mysich za pomocą specjalnie dopasowanych uchwytów drukowanych w 3D.

Badania biomechaniczne ścięgien myszy

Obecny protokół opisuje rozwój powtarzalnej platformy testowej dla mysich szyjek kości udowych w układzie zginania wspornikowego. Niestandardowe prowadnice drukowane w 3D zostały użyte do konsekwentnego i sztywnego mocowania kości udowych w optymalnym ustawieniu.

Zginanie wspornikowe mysich szyjek kości udowej

Tutaj prezentujemy protokół jatrogennego złamania trzonu kości udowej szczurów albinosów Wistar i śledzenia rozwoju modzela. Ten model osteotomii kości udowej może pomóc naukowcom ocenić proces gojenia się złamań i zbadać, w jaki sposób lek może wpływać na gojenie złamań.

Protokół opracowania modelu osteotomii kości udowej u szczurów albinosów Wistar

Umieszczenie implantów w modelu szczurzym jest niezbędną procedurą eksperymentalną dla badań klinicznych. W badaniu przedstawiono kompleksowy protokół chirurgiczny do wszczepiania implantów tytanowych do kości piszczelowej modeli szczurzych z cukrzycą i osteoporozą.

Technika chirurgicznej implantacji kości w modelach cukrzycy i osteoporozy kości piszczelowej szczura

Badanie to ustanowiło model defektu półsegmentalnego szczura kości udowej do oceny mechanicznej i osteogenicznej wydajności materiałów zastępczych kości w warunkach nośnych, bez użycia wewnętrznego lub zewnętrznego fiksacji.

Model defektu kości dwułopowatej półsegmentalnej u szczurów do oceny wydajności substytucji kości w obszarach nośnych

Zaprojektowano cykliczny bioreaktor ciśnieniowy, który umożliwia poddawanie tkanki zastawek serca fizjologicznym oraz patologicznym warunkom ciśnieniowym. Program LabVIEW pozwala użytkownikom na kontrolowanie wartości, amplitudy oraz częstotliwości ciśnienia. Urządzenie to może być wykorzystywane do badania mechanobiologii tkanki zastawek serca lub izolowanych komórek.

Projekt cyklicznego bioreaktora ciśnieniowego do badań ex vivo zastawek tętniczych serca

Niniejszy artykuł przedstawia protokół hodowli siewek Arabidopsis w RootChip, mikrofluidycznej platformie obrazowania, która łączy zautomatyzowaną kontrolę warunków wzrostu z mikroskopijnym monitorowaniem korzeni oraz pomiarem wewnątrzkomórkowych poziomów metabolitów w oparciu o technikę FRET.

Obrazowanie fluorescencyjne w czasie rzeczywistym wzrostu korzeni Arabidopsis z szybką manipulacją środowiskiem korzenia przy użyciu urządzenia RootChip

Zaprojektowaliśmy nowatorski bioreaktor obciążenia mechanicznego, który może zastosować jednoosiowe lub dwuosiowe naprężenie mechaniczne do biokompozytu chrząstki przed przeszczepem do ubytku chrząstki stawowej.

Projekt dwuosiowego bioreaktora obciążenia mechanicznego dla inżynierii tkankowej

Urządzenia milifluidyczne są wykorzystywane do kontrolowanej syntezy nanomateriałów, czasowo-rozdzielczej analizy mechanizmów reakcji i katalizy ciągłego przepływu.

Millifluidyka do syntezy chemicznej i czasowo-rozdzielczych badań mechanistycznych

Poznaj metodę testowania mechanicznego kości gryzoni w celu oceny podatności na złamania. Protokół obejmuje przygotowanie próbek, skanowanie Micro CT oraz analizę danych z testów zginania całych kości.

Praktyczne uwarunkowania dotyczące projektowania, wykonywania i interpretacji badań obejmujących próby zginania kości gryzoni w całości (Wideo) | JoVE Journal

Praktyczne uwarunkowania dotyczące projektowania, wykonywania i interpretacji badań obejmujących próby zginania kości gryzoni w całości

Przeglądaj więcej filmów