Name: Avaliação da fragilidade do osso Cortical bovino, usando testes de zero (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 36 s
Description: Aprenda a caracterizar o comportamento fraturado do osso cortical bovino em escala mesoscópica usando testes de risco microscópicos. Este método semi-destrutivo oferece medições objetivas de força e profundidade para estudar a fragilidade óssea.

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Este trabalho foi financiado pelo departamento de Civil e engenharia ambiental e da faculdade de engenharia da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign. Reconhecemos a Ravindra Kinra e Kavita Kinra Fellowship para apoio a pós-graduação de Kavya Mendu. Investigação de microscopia eletrônica de varredura foi realizada nas instalações do laboratório de pesquisa de Material Frederick Seitz e Beckman Institute na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign.

Nota: O protocolo descrito aqui, segue as diretrizes de cuidados com animais do Comité de uso e cuidados de Animal institucionais de Illinois.
1. o modelo contratos
<ol><li>Coletar recém-colhidas fêmures bovina de um departamento de Estados Unidos de agricultura USDA-certificada matadouro e transportá-los em sacos de plástico de ar apertado em um refrigerador. Nota: Para o estudo realizado aqui, fêmures foram coletadas de animais que foram 24 a 30 meses, alimentado com milho e pesava cerca de 1.000 - 1.100 libras.</li>
	<li>Congele os fêmures no –20 ° C até o início do processo de preparação de espécime. Esta temperatura mantém os fêmures fresco12,13,14.</li>
</ol>2. corte, limpeza e incorporando os espécimes
<ol><li>Descongele os fêmures congelados em um recipiente com água por cerca de 2 h à temperatura ambiente.</li>
	<li>Corte vários discos de cerca de 10-15 mm de espessura da região média da diáfise usando uma serra de fita mesa top diamante para produzir espécimes com área de seção transversal uniforme do osso cortical.</li>
	<li>Use um kit de dissecação para remover qualquer tecido mole ou carne anexado ao osso cortical.</li>
	<li>As seções transversais dos fêmures obtidas na etapa 2.2 usando uma lâmina de diamante-wafering em uma velocidade baixa serra sob condições de chuva ao longo do eixo longitudinal do osso para obter várias seções aproximadamente cuboidal. Nota: Aqui, apenas a preparação das amostras e zero testes realizados sobre o short – amostras longitudinais são discutidas. No entanto, exceto para a direção do corte, o procedimento de preparação permanece o mesmo para a orientação transversal.</li>
	<li>Limpe os espécimes em uma solução preparada usando 1,5% aniônico limpa e água sanitária de 5% para uma duração de 20 min em um líquido de limpeza ultra-sônico.</li>
	<li>
Incorporar os espécimes de osso cortical em resina acrílica (neste documento methacrylate de polymethyl (PMMA)) para facilitar a manipulação e a estabilidade.
	<ol>
<li>Para incorporar os espécimes, primeiro revesti as paredes do molde com um agente de liberação. Em seguida, misture a resina acrílica e o endurecedor num copo, de acordo com as instruções dadas pelo fabricante do PMMA.</li>
		<li>Coloque um dos espécimes cortar osso cortical em cada molde com a superfície a ser riscado virado para baixo. Deite a mistura de resina acrílica para estes preparados suportes de amostra. Deixe os espécimes cura para uma duração de até 4-5 h.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Cortar os espécimes incorporados em discos de espesso de 5 mm, expondo a superfície a ser riscado, usando a baixa velocidade vi e montar os espécimes para discos de metal (alumínio) de diâmetro 34 mm e altura 5 mm usando adesivo de cianoacrilato.</li>
	<li>Embrulhe os espécimes em um indicador embebido em novelos balanceada salina solução (HBSS) e refrigerar a 4 ° C até o uso mais de15,16.</li>
</ol>3. esmerilhamento e polimento de protocolos
Nota: Um pré-requisito para testes de alta precisão em escalas de comprimento pequeno é uma superfície lisa e nivelada de espécimes. Anterior de polimento protocolos13,17 resultar em uma grande rugosidade da superfície, levando a considerável imprecisão na medição. O desafio reside em conseguir baixa média rugosidade da superfície, menos de 100 nm, sobre uma superfície de2 de 3 x 8 mm de grande área.
<ol><li>Moa as amostras de osso cortical bovino à temperatura ambiente utilizando grão 400 e 600 trabalhos de carboneto de silício de grão por 1 min e 5 min, respectivamente. Manter o moedor-polidor a base velocidades de 100 rpm e 150 rpm, respectivamente.</li>
	<li>Máquina de moer os espécimes de osso cortical bovino à temperatura ambiente sobre os documentos de grão 800 e 1.200 para uma duração de 15 min para cada etapa. Manter o moedor-polidor em uma velocidade base de 150 rpm, velocidade da cabeça de 60 rpm e operando com carga de 1 lb.</li>
	<li>Polonês os espécimes usando 3 µm e 1 µm 0,25 µm soluções de suspensão de diamante na mesma ordem em um duro, perfurado, pano não tecido para uma duração de 90 min à temperatura ambiente. Manter a carga de funcionamento de cada etapa em 1 lb com as velocidades de base e cabeça do polidor a 300 rpm e 60 rpm, respectivamente.</li>
	<li>Polir a amostra usando solução de suspensão 0,05 µm da alumina em um pano macio, sintética rayon para uma duração de 90 min no 1 lb com base e cabeça a velocidade de 100 rpm e 60 rpm, respectivamente, também à temperatura ambiente.</li>
	<li>Colocar as amostras em um copo com água desionizada e colocar o béquer em um banho ultra-sônico por 2 min entre cada etapa consecutiva de esmerilhamento e polimento para limpar os resíduos e evitar a contaminação cruzada.</li>
	<li>Ver os as características de superfície usando microscopia ótica e SEM imagem. Nota: Como mostrado na Figura 1, osteomas, canais de Havers, linhas de cimento, regiões intersticiais e lacunas foram observadas em espécimes do osso cortical bovino. Esses métodos de imagem revelam a natureza porosa, heterogênea e anisotrópica de espécimes de osso cortical. Além disso, avançado exame de superfície das amostras foi realizada para avaliar a qualidade da superfície polida. Uma superfície polida representativa é mostrada na Figura 2.</li>
</ol>4. micro teste de alergia
Nota: Micro arranhão de testes é realizado sobre as amostras de osso cortical bovino polido usando um micro testador de zero (Figura 3). Um diamante do indenter de Rockwell com um raio de 200 µm e apex ângulo de 120° é usado para o estudo. O instrumento permite a aplicação de uma carga linear progressiva até 30 s. Além disso, o instrumento é equipado com sensores de alta precisão para medir a carga horizontal, profundidade de penetração e emissões acústicas geradas devido a coçar. O instrumento pode capturar os panoramas de sulcos zero.
<ol><li>Antes de ensaios de amostras de osso cortical, calibre a ponta do indenter de Rockwell usando policarbonato como material de referência3.</li>
	<li>Colocar a amostra de osso cortical no palco e escolha o site de teste de alergia, usando o microscópio ótico configurar integrado ao módulo de micro testador de zero.</li>
	<li>Aplicar uma carga linear progressiva com uma carga inicial de 30 mN e final de carga de 30 s. A taxa de carregamento deve ser definida como 60 N/min e o comprimento de zero a 3 mm.</li>
	<li>Executar a série de testes de zero sobre o curta longitudinal (Figura 3b) amostras de osso cortical bovino, conforme ilustrado na Figura 3.</li>
	<li>Molhe a superfície do espécime com HBSS após um conjunto de todos os três a quatro testes de zero para mantê-los hidratados.</li>
	<li>Analise os dados de teste cutâneo com base na mecânica da fratura não-linear modelagem2.</li>
</ol>

<ol><li>Akono, A., Reis, P., Ulm, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scratching+as+a+fracture+process%3A+From+butter+to+steel%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+Lett%22%5BJournal%5D)">Scratching as a fracture process: From butter to steel.</a> Phys Rev Lett. 106 (20), 204302-204304 (2011).</li>
<li>Akono, A. T., Randall, N. X., Ulm, F. J. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-materials-research/article/experimental-determination-of-the-fracture-toughness-via-microscratch-tests-application-to-polymers-ceramics-and-metals/77F2DBD39131579AD83C981C8BCB7C0B">Experimental determination of the fracture toughness via microscratch tests: application to polymers, ceramics, and metals.</a> J of Mat Res. 27 (02), 485-493 (2012).</li>
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<li>Akono, A. T. <a target="_blank" href="http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)NM.2153-5477.0000105">Energetic size effect law at the microscopic scale: Application to progressive-load scratch testing.</a> J of Nanomech and Micromech. 6 (2), (2016).</li>
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<li>Mullins, L. P., Bruzzi, M. S., McHugh, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+the+microstructural+fracture+toughness+of+cortical+bone+using+indentation+fracture%5BTitle%5D)+AND+%22J+of+Biomech%22%5BJournal%5D)">Measurement of the microstructural fracture toughness of cortical bone using indentation fracture.</a> J of Biomech. 40 (14), 3285-3288 (2007).</li>
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<li>Xu, J., Rho, J. Y., Mishra, S. R., Fan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+force+microscopy+and+nanoindentation+characterization+of+human+lamellar+bone+prepared+by+microtome+sectioning+and+mechanical+polishing+technique%5BTitle%5D)+AND+%22J+of+Biomed+Mat+ResPart+A%22%5BJournal%5D)">Atomic force microscopy and nanoindentation characterization of human lamellar bone prepared by microtome sectioning and mechanical polishing technique.</a> J of Biomed Mat ResPart A. 67 (3), 719-726 (2003).</li>
<li>Yan, J., Mecholsky, J. J., Clifton, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+tough+is+bone%3F+Application+of+elastic%E2%80%93plastic+fracture+mechanics+to+bone%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">How tough is bone? Application of elastic–plastic fracture mechanics to bone.</a> Bone. 40 (2), 479-484 (2007).</li>
<li>Ritchie, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+conflicts+between+strength+and+toughness%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">The conflicts between strength and toughness.</a> Nat Mater. 10 (11), 817-822 (2011).</li>
<li>Kim, K. T., Bažant, Z. P., Yu, Q. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10704-013-9821-8">Non-uniqueness of cohesive-crack stress-separation law of human and bovine bones and remedy by size effect tests.</a> Intrnl J of Frac. 181 (1), 67-81 (2013).</li>
<li>Bazant, Z. P., Planas, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBazant%2C+ZP+%22Fracture+and+size+effect+in+concrete+and+other+quasibrittle+materials%22">Fracture and size effect in concrete and other quasibrittle materials</a>. 16, CRC press. (1997).</li>
</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Testes de zero micro induzir uma fratura de modo misto3. Além disso, nas amostras curtas longitudinais osso cortical bovino, processos de fratura são ativados como a sonda cava mais fundo. Para um arranhão de longo de 3 mm, o volume prismático sondado é cerca de 3.600 µm de comprimento, 600 µm de largura e 480 µm profundo. Este grande volume ajudou em prever uma resposta homogeneizada. Um modelo de mecânica de fratura não-linear permitiu-nos extrair a resistência da fratura baseada o J-cá...

Neste estudo, podemos medir a tenacidade à fratura de osso compacto bovino na mesoescala (osteomas) para a microescala (nível lamelar) usando uma nova técnica de zero micro1,2,3,4, 5. Processos de fratura incluindo propagação iniciação e crack no osso sejam diretamente influenciados pelas escalas de comprimento devido a diferentes componentes estruturais e organização em diferentes níveis de hierarquia. Portanto, avaliar a fratura óssea em menores escalas de comprimento é essencial rendendo um entendimento fundamental de fragilidade óssea. Por um lado, compacto de testes convencionais, tais como três pontos de flexão, tensão, e testes de flexão são comumente realizadas em bovino fêmur e tíbia para caracterização de fratura em escala macroscópica6,7, 8. por outro lado, para medir a tenacidade à fratura em escala microscópica, fratura de recuo do Vicker foi proposto9. Micro recuo foi executado usando do indenter da Vicker para gerar rachaduras radiais. Além disso, o método de dureza Oliver Pharr nanoindentação fratura foi realizado usando um cubo afiada canto do indenter10.
Os estudos de resistência de fratura nanoindentação baseado acima, os comprimentos das fissuras gerados foram medidos pelo observador e um modelo semi-empíricos foi utilizado para calcular a tenacidade à fratura. No entanto, esses métodos são reprodutíveis, subjetivo, e os resultados são altamente dependentes da habilidade do observador, devido à necessidade de medir os comprimentos de rachadura usando microscopia ótica ou microscopia eletrônica. Além disso, zero testes foram conduzidos em escala nanométrica, mas o modelo matemático subjacente não é baseado em física que não leva em conta a redução da resistência devido a rachaduras e defeitos11. Assim, existe uma lacuna de conhecimento: um método para avaliação de fratura em nível microscópico com base em um modelo mecanicista baseado em física. Esta lacuna de conhecimento motivado a aplicação de micro arranhão testes para compactar osso focando primeiro espécimes suínos5. O estudo foi ainda mais estendido agora para entender o osso cortical bovino.
Duas orientações diferentes dos espécimes são possíveis: transversal longitudinal e a curta distância longitudinal. Longitudinal transversal corresponde a fratura Propriedades perpendiculares ao eixo longitudinal do fêmur. Considerando que, a curto, longitudinal corresponde às propriedades fratura ao longo do eixo longitudinal do fêmur5. Neste estudo, aplicamos testes zero de ossos corticais bovina para caracterizar a resistência de fratura do osso no sentido longitudinal curta.

<table><tbody><tr><td>Serra de Fita de Diamante de Mesa</td><td>McMaster Carr, Elmhurst, IL</td><td>Modelo&nbsp; C-40</td><td>Velocidade da lâmina de 40 mph; Dimensões da lâmina: 37 polegadas de diâmetro, 0,02 polegadas de largura e 0,14 polegadas de profundidade</td></tr><tr><td>Buehler Isomet 5000 Precision Cutter</td><td>Buehler,41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>112780</td><td>Velocidade da lâmina na faixa de 200-5000 rpm em incrementos de 50 rpm; Lâmina de wafering de diamante de 8 polegadas</td></tr><tr><td>Branson 5800 Ultrasonic Cleanser</td><td>(Through) Grainger, Peoria, Illinois</td><td>39J365</td><td>O banho ultrassônico Bransonic CPXH tem uma capacidade de tanque de 2,5 gal</td></tr><tr><td>Buehler Ecomet 250 Grinder - Polidor</td><td>Buehler,41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>497250</td><td>Placa de base de 8 polegadas com uma faixa de velocidade de 10-500 rpm</td></tr><tr><td>Anton Paar, CSM Instruments Micro testador de arranhões</td><td>Anton Paar Suíça AG</td><td>163251</td><td>Plataforma Compacta, Sensor de Emissão Acústica</td></tr><tr><td>JEOL 6060LV microscópio eletrônico de varredura de uso geral</td><td>JEOL USA, Inc., Peabody, MA</td><td></td><td>Microscópio eletrônico de varredura ambiental que permite imagens em baixos níveis de vácuo.</td></tr><tr><td>Philips XL30 ESEM FEG&nbsp;</td><td>O</td><td></td><td>funcionamento em modo úmido do instrumento permite a geração de imagens de amostras não condutoras sem alterá-las&nbsp;</td></tr><tr><td>Nome</td><td>Empresa</td><td>Número de Catálogo</td><td>Comentários</td></tr><tr><td>Consumíveis</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fêmur Bovino</td><td>L& M Matadouro, Georgetown, IL</td><td></td><td>Espécimes bovinos maduros alimentados com milho, 24-30 meses.</td></tr><tr><td>Alconox Limpador de Precisão em Pó</td><td>Alconox, Inc., 30 Glenn St., Ste. 309, White Plains, NY, 10603</td><td>1104-1</td><td>Biodegradável, Não cáustico, livre de resíduos de interferência</td></tr><tr><td>Microscopia Eletrônica</td> de<td>Fundição de Plástico Acrílico</td> Ciências <td>24210-02</td><td>Polimetil Metacrilato</td></tr><tr><td>CarbiMet SiC Papel Abrasivo 400 grão, 8 polegadas, PSA apoiado</td><td>Buehler, 41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>36080400</td><td>Moagem - Abrasivo Papéis</td></tr><tr><td>CarbiMet SiC Papel abrasivo grão 600, 8 polegadas, PSA apoiado</td><td>Buehler, 41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>36080600</td><td>Moagem - Papéis abrasivos</td></tr><tr><td>Discos MicroCut 800 grão, 8 polegadas, PSA apoiado</td><td>Buehler, 41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>36080800</td><td>Moagem - Papéis abrasivos</td></tr><tr><td>MicroCut Discos 800 grão, 8 polegadas, PSA apoiado</td><td>Buehler, 41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>16081200</td><td>Moagem - Papéis Abrasivos</td></tr><tr><td>Texmet P Para Roda de 8'' PSA</td><td>Buehler,41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>Pano</td><td>de Polimento</td></tr><tr><td>407638 8'' Microcloth PSA</td><td>Buehler,41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>Pano de Polimento</td><td>407518</td></tr><tr><td>Meta Di Supreme Suspensão de Diamante Polido, 3 &micro; m</td><td>Buehler,41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>406631</td><td>Suspensão de polimento</td></tr><tr><td>Meta Di Supreme Suspensão de diamante policristalino, 1 &micro; m</td><td>Buehler,41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>406630</td><td>Suspensão de polimento</td></tr><tr><td>Meta Di Supreme Suspensão de diamante policristalino, 0,25 &micro; m</td><td>Buehler,41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>406629</td><td>Suspensão de polimento</td></tr><tr><td>MasterPrep Suspensão de polimento, 0.05&micro; m</td><td>Buehler, 41 Waukegan Rd, Lake Bluff, IL 60044</td><td>40-6377-032</td><td>Suspensão de polimento</td></tr><tr><td>HBSS, cálcio, magnésio, sem fenol vermelho</td> Solução <td>tampão de 14025126</td><td></td> <td>científica Thermo Fisher</td></tr></tbody></table>

avaliação da fragilidade do osso cortical bovino, usando testes de zero

Fragility Assessment of Bovine Cortical Bone Using Scratch Tests

Osso é um material complexo hierárquico com cinco níveis distintos de organização. Fatores como o envelhecimento e doenças como a osteoporose aumentam a fragilidade do osso, tornando-se sujeito a fratura. Devido ao grande impacto sócio-económico de fratura óssea na nossa sociedade, há uma necessidade de novas formas de avaliar o desempenho mecânico de cada nível hierárquico do osso. Embora a rigidez e resistência podem ser analisados em todas as escalas – nano, micro, meso-, e macroscópica – avaliação de fratura está até agora confinada aos ensaios macroscópicos. Essa limitação restringe a nossa compreensão de fratura óssea e restringe o escopo de laboratório e estudos clínicos. Nesta pesquisa, investigamos a resistência da fratura de osso do microscópico para as escalas de comprimento mesoscópica usando micro arranhão testes, combinadas com a mecânica da fratura linear. Os testes são realizados na orientação longitudinal curta em espécimes de osso cortical bovino. Um protocolo experimental meticuloso é desenvolvido e um grande número (102) de testes são realizados para avaliar a tenacidade à fratura de espécimes de osso cortical, enquanto a contabilidade para a heterogeneidade associada com a microestrutura do osso.

Microscopia de força atômica foi usada para medir a rugosidade da superfície polida. Como regra geral, o espécime qualifica-se como um bem polido se a aspereza de superfície é uma ordem de magnitude menor do que as características da superfície de interesse. Neste caso, a aspereza de superfície medida de 60 nm sobre uma área de µm 40 µm x 40 inscreve-se claramente este critério.
A Figura 4 mostra a ...

Este estudo avalia a tenacidade à fratura de osso cortical bovino a nível sub-meso usando exames microscópicos de zero. Este é um original, objetivo, rigoroso, e reprodutível método proposto para sondar a tenacidade à fratura abaixo a escala macroscópica. Potenciais aplicações estão a estudar alterações fragilidade óssea devido a doenças como a osteoporose.

Avaliação da fragilidade do osso Cortical bovino, usando testes de zero

Bone is a complex hierarchical material with five distinct levels of organization. Factors like aging and diseases like osteoporosis increase the ...

O objetivo geral deste estudo é caracterizar o comportamento fraturado do osso cortical na mesoescala usando o teste de arranhões microscópicos. Este método pode ajudar a responder a questões-chave dos campos da biomecânica e da mecânica da fratura, como a fragilidade dos tecidos biológicos ou a remodelação do osso compacto. A principal vantagem desta técnica é que ela é adequada para espécimes pequenos.É rigoroso, reprodutível e semi-destrutivo. Além disso, o método é objetivo porque confiamos apenas em medições de força e profundidade. Demonstrando o procedimento estará Kavya Mendu, um estudante de pós-graduação em meu laboratório.Para iniciar este procedimento, descongele os fêmures congelados em um recipiente com água por cerca de duas horas em temperatura ambiente. Em seguida, corte o disco múltiplo com cerca de 10-15 milímetros de espessura da região da diáfise média usando uma serra de fita diamantada de mesa para produzir amostras com área de seção transversal uniforme do osso cortical. Depois disso, use um kit de dissecção para remover qualquer tecido mole ou carne presa ao osso cortical.Corte as seções transversais dos fêmures usando uma lâmina de wafering de diamante em baixa velocidade ao longo do eixo longitudinal do osso em condições úmidas para obter várias seções cuboidais com babados. Em seguida, limpe as amostras na solução de limpador aniônico 1,5% e alvejante 5% por 20 minutos em um limpador ultrassônico. Em seguida, incorpore as amostras de osso cortical em resina acrílica para facilitar o manuseio e a estabilidade, revestindo primeiro as paredes do molde com um agente desmoldante.Em seguida, misture a resina acrílica e o endurecedor em um copo. Coloque uma das amostras de osso cortical cortadas em cada molde com a superfície a ser arranhada voltada para baixo. Despeje a mistura de resina acrílica nesses suportes de amostra preparados.Remova as bolhas de ar presas durante o processo de mistura. Deixe as amostras curarem para nós por quatro a cinco horas. Em seguida, corte os corpos de prova embutidos em discos de cinco milímetros de espessura em baixa velocidade, expondo a superfície a ser arranhada.Em seguida, monte os espécimes nos discos de alumínio de 34 milímetros de diâmetro e cinco milímetros de altura usando adesivo de cianoacrilato. Em seguida, embrulhe as amostras em um medidor chocado em HBSS. E leve à geladeira a quatro graus Celsius até o uso posterior.Neste procedimento, triturar os espécimes de osso cortical bovino à temperatura ambiente usando papéis de carboneto de silício grão 400 e grão 600 por um minuto e cinco minutos, respectivamente. Mantenha o polidor do moedor nas velocidades básicas de 100 rpm e 150 rpm, respectivamente. Depois disso, triture à máquina as amostras de osso cortical bovino à temperatura ambiente nos papéis de grão 800 e 1200 por um período de 15 minutos em cada etapa.Mantenha o polidor da esmerilhadeira na velocidade base de 150 rpm, velocidade do cabeçote de 60 rpm e carga operacional de uma libra. Polir as amostras usando soluções de suspensão de diamante de três micrômetros, um micrômetro e 0,25 micrômetro na mesma ordem em um tecido duro, perfurado e não tecido por um período de 90 cada à temperatura ambiente. Mantenha a carga operacional para cada etapa em uma libra, com as velocidades de base e cabeçote do polidor a 300 rpm e 60 rpm, respectivamente.Em seguida, polir a amostra usando solução de suspensão de alumina de 0,05 micrômetro em um pano de rayon sintético macio por um período de 90 minutos a uma libra, com uma velocidade de base e cabeça de 100 rpm e 60 rpm, respectivamente, também à temperatura ambiente. A retificação e o polimento da amostra são cruciais para produzir a estrutura plana sem alterar significativamente a microestrutura. Entre cada etapa consecutiva de retificação e polimento, coloque as amostras em um béquer com água diionizada e mantenha o béquer em um banho ultrassônico por dois minutos para limpar o resíduo e evitar contaminação cruzada.Em seguida, visualize as características da superfície usando um microscópio óptico ou imagem SEM. Antes do teste de amostras de osso cortical, calibre a ponta do penetrador Rockwell usando policarbonato. Em seguida, coloque a amostra de osso cortical no palco e escolha a visão do teste de arranhões usando o microscópio óptico integrado ao módulo de micro teste de arranhões.Em seguida, aplique uma carga progressiva linear com uma carga inicial de 30 milinewtons e uma carga final de 30 newtons. A taxa de carregamento deve ser definida para 60 newtons por minuto e o comprimento do arranhão para três milímetros. É imperativo selecionar uma região de alta densidade para o osso compacto.Áreas próximas ao osso esponsoso, microporos aumentados, devem ser evitadas, pois resultam em baixos valores de resistência à fratura. Em seguida, realize uma série de testes de arranhões nas amostras curtas e longitudinais de osso cortical bovino. Molhe a superfície da amostra com HBSS após cada série de três a quatro testes de arranhões para mantê-los hidratados.Depois disso, analise os dados do teste de arranhões com base na modelagem mecânica de fratura não linear. Aqui é mostrada uma imagem de microscopia óptica do panorama do bosque de arranhões. Aqui está o gráfico correspondente da força versus profundidade ao longo do comprimento do bosque de arranhões.A força horizontal corresponde à força resistiva detectada pelos sensores conectados ao estágio do micro teste de arranhões. E a força vertical corresponde à força linear progressiva aplicada sobre a amostra do osso cortical. As imagens SEM do bosque de arranhões aqui mostram os micromecanismos, como deflexão de trincas, pontes de trincas, pontes de fibras e lascamento em 40X, 10, 000X, 2, 400X e 5.000X.Ao tentar o procedimento de preparação da amostra, é importante monitorar a umidade relativa e mantê-las molhadas o tempo todo para evitar a desidratação local. Seguindo este procedimento, outros métodos, como experimentos de tomografia computadorizada de raios-x, podem ser realizados para responder a perguntas adicionais, como micromecanismos de fratura em escalas meso e microscópicas. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como realizar testes microscópicos de fratura por arranhões em tecidos biológicos duros.

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