Биомеханическое Характеристика мягких тканей человека с помощью отступов и испытания на растяжение

Summary

Биомеханика тканей важна для поддержания формы и функции клетки, а также для определения фенотипа. В этом отчете демонстрируются неразрушающие механические протоколы для определения характеристик упругих и вязкоупругих свойств мягких тканей человека, которые могут быть непосредственно применены к тканеинженерным подложкам, чтобы обеспечить точное сопоставление сконструированных материалов с нативными тканями.

Abstract

Восстановительная медицина направлена ​​на инженера материалов для замены или восстановления поврежденных или больных органов. Механические свойства таких материалов должны имитируют человеческие ткани, они стремятся заменить; чтобы обеспечить требуемую анатомическую форму, материалы должны быть в состоянии выдержать механические силы, они будут испытывать при имплантации в месте дефекта. Хотя механические свойства тканевой инженерии каркасах, имеют большое значение, многие человеческие ткани, которые подвергаются восстановлению с инженерными материалами не были полностью биомеханической охарактеризованы. Несколько сжатия и растяжения протоколы представлены для оценки материалов, но с большой изменчивостью трудно сравнивать результаты различных исследований. Еще более усложняют исследования является часто деструктивный характер механических испытаний. Хотя понимание отказа ткани имеет важное значение, важно также иметь знания упругих и вязкоупругих свойств при более Physiological условий нагружения.

Этот отчет призван обеспечить минимально деструктивное протокол для оценки сжатия и растяжения свойства мягких тканей человека. В качестве примеров этого метода, для испытания на растяжение кожи и сжимающее тестирование хряща описаны. Эти протоколы также могут быть непосредственно применены к синтетическим материалам, чтобы гарантировать, что механические свойства подобны нативной ткани. Протоколы для оценки механических свойств нативной ткани человека позволит эталоном, по которому для создания подходящих тканевой инженерии заменителей.

Introduction

Пациенты все чаще ждут различные трансплантации органов для лечения при отсутствии или поврежденных органов. Тем не менее, с нехваткой подходящих донорских органов, регенеративная медицина стремится создать альтернативные решения для пациентов с недостаточностью терминальной стадии органа. Восстановительная медицина направлена ​​на удовлетворение этой потребности путем клинического конструкционных материалов, чтобы действовать в качестве заменителей тканей, в том числе мягких тканей, таких как хрящ и кожа. Для того, чтобы создать успешный материал для восстановления поврежденных тканей, замена материал должен имитировать свойства нативной ткани он собирается заменить ^1-2. После того, как имплантируется, материал необходимо будет обеспечить анатомическую форму дефекта ткани и , таким образом, механические свойства материала имеют жизненно важное значение ^1. Например, материал , замена хряща ушной раковины должен иметь соответствующие механические свойства , чтобы предотвратить сжатие по вышележащей кожи ^2. Аналогичным образом, материал для замены носового автомобильtilage должны иметь соответствующие механические свойства для предотвращения разрушения во время дыхания ^3. Тем не менее, несмотря на важность механических свойств при изготовлении строительных материалов для имплантации, мало доказательств было сосредоточено на определении механических свойств различных тканей человека.

Механические режимы тестирования могут быть использованы для установления на сжатие, растяжение, изгиб или сдвига свойства ткани. Кожа является сильно анизотропным, вязкоупругих, и почти несжимаема материал ^4-9. Обычно вырезают кожи проверяется с использованием методологии одноосные растяжение, где соответствующим образом формованный полоску кожи зажимается на обоих концах и растянутых в то время как нагрузка и удлинение записываются ^4-9.

Так как основной компонент всех мягких тканей является интерстициальная вода, механическая реакция хряща тесно связан с потоком жидкости через ткань ^10-11. Мягкие ткани, такие как хрящ чпр традиционно проходят с использованием испытания на сжатие. Методы испытаний на сжатие весьма разнообразны, с ограниченной, неограниченном и отступов является наиболее распространенным (рисунок 1). В пределах ограниченного сжатия, образец хрящевой помещают в непроницаемый, заполненный жидкостью хорошо и загружены через пористую пластину. Поскольку скважина не является пористым, поток , хотя хрящ в вертикальном направлении ^12-13. В неограниченном сжатии, хрящ загружается с помощью непористую пластину на непористой камеру, заставляя поток текучей среды преимущественно радиальная ^12-13. Отступ является наиболее часто используемым методом для оценки биомеханических свойств хряща ^12-13. Он состоит из индентора, меньше, чем на поверхности образца тестируемого, который опускают вниз на образец. Отступ имеет много преимуществ по сравнению с другими методами сжатия, в том числе с тем , при выравнивании могут быть выполнены на месте, enabliнг тест , чтобы быть более физиологическим (Рисунок 1) ^12-13.

Для того, чтобы понять , сжатия и растяжения свойства ткани, модуль упругости Юнга , как правило , рассчитывается на основе анализа линейной части кривой напряжение-деформация, что указывает на упругое сопротивление сжатию или растяжению, независимо от размера образца ^12. Оба растяжения и сжатия тестирования режимы могут меняться в зависимости от нагрузки или деформации прикладной и скорости обоих этих параметров. В настоящее время существует множество различных протоколов испытаний для оценки механики ткани, что делает его чрезвычайно трудно интерпретировать или сравнивать результаты различных исследований ^6-13. Кроме того, многие механические методы в настоящее время сосредоточены на определении механических свойств ткани путем испытания образца до разрушения. Мы стремимся, чтобы продемонстрировать протокол отступов и разрыв, который обеспечивает прямой, неразрушающий сравнение человекамягких тканей и тканевой инженерии конструкции.

Мы демонстрируем метод, который ограничивает механические испытания на стресс еще до сих пор получает модуль упругости Юнга при сжатии и растяжении. Образец Подчеркивается либо при растяжении или сжатии до определенного значения, и как только выбранное значение напряжение было достигнуто, образцу дают возможность отдохнуть в то время как все данные будут записаны. Этот метод охватывает как вязкоупругие и релаксационные свойства ткани в пределах того же теста, который может быть применен непосредственно к синтетическому материалу. Мы использовали протокол отступа для оценки мягких тканей человека, в том числе кожи и хряща ^14-16. Хрящ оценивали с помощью тестирования отступов и кожи оценивается с помощью напряжения тестирования ^14-16. Исследователи стремятся проектировать материалы с аналогичными свойствами мягких тканей человека могли бы рассмотреть вопрос об осуществлении этих протоколов.

Protocol

Этот протокол следует этических принципов человеческого исследовательских этических принципов комитета нашего учреждения по использованию, хранению и утилизации человеческих тканей. Образцы тканей человека может быть вырезан из трупных органов, которые были согласившихся в исследовательских целях, с соответствующими этическими одобрений. Образцы также могут быть отброшен ткани от согласившихся пациентов, перенесших хирургические процедуры, с соответствующим этическим одобрением.

1. Подготовка кожи

1. Подготовка образцов вручную рассечения от ткани жировой и тонкий слой глубокие слои дермы с использованием лезвие скальпеля и пинцета. Этот шаг важен для обеспечения согласованности между образцами ^14.
2. Разрежьте получившийся лист раздельным толщины кожи в стандартизованный размер выборки (например, 1 см × образцов 5 см). Определение размера образца, основываясь на размерах устройства для тестирования. Если конструкция тканевой инженерии также проходит испытания, то specimeп размер должен быть подходящим для интересующего материала ^14. Утилизировать лезвий скальпеля в соответствующих колющих бункеров.
3. Чтобы включить завершение механических расчетов, измерения толщины кожи тестируется с использованием электронных суппорты до и после механических испытаний.

2. Испытание на растяжение

Примечание: Все материалы испытательные машины должны быть откалиброваны в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя перед тестированием.

1. Образцы кожи в испытания одноосном растяжении с использованием материалов испытательной машины (рис 2A) при комнатной температуре (22 ° C) ^14.
2. Ориентируют образцы кожи в том же направлении для всех образцов (например, перпендикулярно или на одной линии с Langer линиями (топологические линиями , проходящими на карте человеческого тела и относящихся к естественной ориентацией волокон коллагена в дерме)) ^14.
3. Зафиксировать образца между двумя зажимами (совместноеmmercial кондуктор), один прикрепленный к 98.07 камере N нагрузки , а другой на неподвижной опорной плите ^14. Полученная область между зажимами испытываемых при одноосном растяжении должно быть 1 см х 4 см (рисунок 2).
   Примечание: Промышленным зажимное приспособление было использовано, чтобы избежать неравномерной зажатие и повреждение образца перед испытанием. Образец фиксируется на "затянуто от руки" натягом.
4. Накройте площади образца (после размещения в аппарате) с обеих сторон с вазелином, чтобы предотвратить высыхание образца.
5. Запрограммируйте нагрузки на растяжение и расслабление режима тестирования в программное обеспечение в виде списка действий, следующим образом: нулевая нагрузка | Нулевая Позиция | Найти контакт (растягивающая нагрузка) | Подождите (релаксации).
6. Запустите тест с программным обеспечением. Загрузите образец при растяжении до 29,42 Н на 1 мм / с. Используйте скорость и нагрузку , которая не вызывает выхода из строя кожи (например, 29,42 N на 1 мм / с).
7. После того, как будет достигнута 29.42 N-нагрузки, позволяют ткани, чтобы расслабитьсяв течение 1,5 ч, время-точка , в которой есть минимальное изменение в поведении релаксации, под контролем компьютерной программы ^14.
   Примечание: Смещение поддерживается постоянным во время фазы релаксации, а не нагрузки.
8. Расчет упругих и вязкоупругих свойств в соответствии с руководящими принципами раздела анализа. Механические свойства исследованные будут представлять средние свойства расщепленных толщины кожи составляющих (эпидермисе и дерме) ^14.
   Примечание: Там нет определенной нагрузки массы тары, как это видно из исходных данных, когда деформация происходящего и, таким образом, только эти точки данных включены.

3. Подготовка хрящи

1. Снимите кожу и фасцию от хрящевых образца , используя лезвие скальпеля и пинцета ^{15, 16.}
2. Разделите образцы хрящевой ткани в стандартизованный размер выборки (например, 1,5-см блоков) , используя лезвие скальпеля и пинцета. Для всех образцов, используйте semicircuLAR-образный индентор (Фигура 2В) , который имеет диаметр и толщину , по меньшей мере в 8 раз больше , чем размер образца хрящевой. Это соотношение гарантирует , что индентор не зависит от каких - либо краевых эффектов от подготовки образца ^15. Утилизировать лезвий скальпеля в соответствующих колющих бункеров.
3. Чтобы включить завершение механических расчетов, измерения толщины хряща, загружаемой с использованием электронных суппорты до и после механических испытаний ^{15, 16.}

4. Отступы Тестирование на сжатие

1. Сжать образцы хрящевой ткани с использованием материалов испытательной машины в гидратированной среде при комнатной температуре. Накройте образец хряща с фосфатным буфером (PBS) до и во время испытания на сжатие, чтобы гарантировать, что образец гидратируют.
   Примечание: PBS не точно соответствует физиологической среде, но это позволяет как материалы и ткани, чтобы быть компо сравнению равной ^{15, 16.}
2. Ориентируют образец хрящевой поэтому поверхность перпендикулярна индентора. Это позволяет сжатие одноосной и ограничивает любую нагрузку сдвига ^15.
3. Программирование сжимающей нагрузки и релаксации тестирования режима в программное обеспечение в виде списка действий, следующим образом: нулевая нагрузка | Нулевая Позиция | Найти контакт (нагрузка на сжатие) | Подождите (релаксации).
4. Запустите тест, используя компьютерную программу. Загрузите образец при сжатии 2,94 Н на 1 мм / с ^{15, 16.}
   ПРИМЕЧАНИЕ: Это было определено как неразрушающий нагрузка , которая является достаточно чувствительным , чтобы идентифицировать как упругих и вязкоупругих свойств хряща ^15.
5. После того, как предел 2,94-Н достигается, позволяют хрящ отдыхать в течение 15 мин, время-точка , в которой есть минимальное изменение в поведении релаксации, с помощью компьютерного программного обеспечения ^{15, 16.}
   Примечание: Рисунок2C-D показан типичный набор для сжатия и испытания на растяжение образцов тканей человека. Одни и те же протоколы затем могут быть применены к синтетическим биоматериалов, чтобы соответствовать биомеханических свойств с нативным ткани анализируется. Например, на рисунке 2E-F демонстрирует сжатие и испытания на растяжение ткани человека близко соответствует биомеханические свойства синтетического материала.

5. Расчет модуля упругости Юнга для отступов и испытания на растяжение

1. Сбор исходных данных , включая время (ами), перемещения (мм) и нагрузки (N) из материалов испытательного устройства ^14-16.
2. Рассчитать напряжение (МПа) и деформации (%) с использованием формул , показанных на рисунке 3.
   Примечание: Если полусферический индентор был использован во время испытания на сжатие, разделив силы на площадь поперечного сечения дает номинальное (среднее) напряжение, но не пиковое напряжение.
3. Используйте линейный график рассеяниядля построения напряжений МПа (ось у) против деформации (ось х). Определить линейную кривую посадку. Линейная кривая подходит равна у = х + Ь с соответствующим значением R.
   Примечание: все точки данных включены для достижения минимального значения R> 0,98. Величина т представляет собой наклон, что соответствует модулю напряжения над штаммом, что указывает на сопротивление при сжатии или растяжении сопротивление в МПа (т.е. модуль Юнга). Если значение R не> 0,98, то предположение о характеристике линейного вязкоупругого поведения недопустим.
4. Для идентификации вязкоупругих свойств, в котором поток текучей среды от воздействия деформации достигла равновесия, отношение напряжений с течением времени в течение последних 200 с механических испытаний и конечный уровень стресса в конце эксперимента вычисляются.
   Примечание: С увеличением времени, уровень напряжения будет уменьшаться (расслабляться) как поток жидкости достигает равновесия ^{17, 18.} Indicat ответ быстро стресс-релаксацииэс , что трудно поддерживать высокие напряжения в образце ^{17, 18.}

6. релаксационные свойства

1. Участок напряжений в МПа (ось) в зависимости от времени в сек (ось х) на линейном участке рассеяния.
2. Определить линейную кривую подходят для расчета скорости релаксации. Линейная кривая подходит равна у = х + Ь с соответствующим значением последних 200 с. Величина т является скорость релаксации.
3. Включить все точки данных для получения минимального значения R> 0,98. Окончательное напряжение (МПа) на 1,5 часа для кожи и 15 мин для хряща является окончательным абсолютное значение релаксации.

Results

На фиг.4 и 5 приведены примеры данных , полученных с помощью вдавливания и испытания на растяжение. Рисунок 4 демонстрирует типичные значения , полученные после тестирования отступа человеческого хряща. Фиг.4А представляет собой пример типичного сюжета штамм-против-стресса , полученного после испытания на вдавливание. , Чтобы получить модуль Юнга, все значения включаются до тех пор , кривая линия подходит не имеет минимальное значение R 0,98 (фиг.4В). Величина т является индикатором модуля Юнга в МПа; Например, в этих данных, хрящ имеет модуль 1,76 МПа. Рисунок 4C показывает типичный график напряжения в зависимости от времени , чтобы оценить релаксационные свойства хряща. Скорость релаксации вычисляется из последних 200 с. Аналогичным образом, чтобы получить скорость релаксации, используется м значение линии кривой, подобранной в МПа. Например, в этих данных, хрящ имеет скоростьрелаксация 8,78 х 10 ^-6 МПа / с (рис 4D). Абсолютный конечный уровень релаксации является конечной точкой напряжения в МПа. Например, в этом наборе данных, абсолютный окончательный уровень релаксации будет равен 0,028 МПа (рис 4D).

На рисунке 5 показано , как оценивать вязкоупругости ткани кожи после испытания на растяжение. Анализ проводится в соответствии испытания на сжатие. Рисунок 5A демонстрирует типичный сюжет штамм-против-стресс , полученный из протокола испытаний на растяжение. Для получения модуля Юнга при растяжении, все значения включаются , пока кривая линия подходит не имеет минимальное значение R 0,98 (фиг.5В). Величина т является индикатором модуля Юнга в МПа; Например, в этих данных, кожа имеет модуль 0,62 МПа. На рисунке 5С показан типичный график напряжения в зависимости от времени , чтобы оценить свойства релаксации Oе кожи. Скорость релаксации вычисляется из последних 200 с. Аналогичным образом, чтобы получить скорость релаксации, используется м значение линии кривой, подобранной в МПа. Например, в этих данных, кожа имеет скорость релаксации 3,1 х 10 ^-5 МПа / с (рис 5D). Абсолютный конечный уровень релаксации является конечной точкой напряжения в МПа. Например, в этом наборе данных, то уровень будет 0,64 МПа (рис 5D). Такой же анализ может быть использован для анализа биоматериалов при сжатии и испытания на растяжение в соответствии с их биомеханические свойства к нативной ткани.

Рисунок 1: схема, иллюстрирующая различные методики сжатия. A. Отступы тестирование. Нагрузка наносится на небольшой участок хряща с использованием непористый индентора. B. Confined сжатия. Хрящ образец помещают в непроницаемый заполненной жидкостью хорошо. Хрящ затем загружают через пористую пластину. Поскольку скважина непроницаем, поток через хрящ только в вертикальном направлении. С. неограниченном сжатия. Хрящ загружается с помощью непористую пластину на непористой камеру, заставляя поток текучей среды преимущественно радиальная.

Рисунок 2: Настройка механического испытательной машины. А. Иллюстрация испытательной машины. B. Иллюстрация индентора используется для анализа испытания на сжатие. C. Хрящ анализируется с помощью испытания на сжатие отступа. D. ткани кожи анализируются при испытании на растяжение. Е. Испытание на растяжение синтетического биоматериала. F.

Рисунок 3: Формулы , используемые для расчета сжатия и растяжения механические свойства ткани или конструкции тканевой инженерии. Формулы, используемые для расчета силы (N), стресс (МПа), и деформации (%).

Рисунок 4: Пример анализа сжатия человеческого хряща. А. Стресс-против-штамма анализа. Б. м значение кривой линии подгонки уравнения Юнга Модуль упругости в МПа. С. Анализ стресс-против времени , чтобы продемонстрировать свойства релаксации. Д. м значение кривой линии подходящим уравнением показывает скорость релаксации. Окончательным,bsolute ставка является последней точкой на графике.

Рисунок 5: Пример растягивающего анализа человеческой кожи. А. Стресс-против-штамма анализа. Б. м значение кривой линии подгонки уравнения Юнга Модуль упругости в МПа. С. Анализ стресс-против времени , чтобы продемонстрировать свойства релаксации. Д. м значение кривой линии подгонки уравнения приравнивает к скорости релаксации. Окончательный абсолютная скорость является последней точкой на графике.

Discussion

Несколько растягивающие и отступов протоколы были опубликованы для характеристики мягких тканей человека. Мы предусмотрели другой метод, целью которого является более диагностики и неразрушающего. Образцы, подвергающиеся механические испытания в данном протоколе ограничены нагрузкой, а не смещением, как преобразователи более чувствительны к загрузке, чем к смещению. Таким образом, репродукции эксперимента могут быть более точными через ткани и синтетических материалов. Используя эту технику, мы показали протокол на растяжение для оценки кожной ткани и протокол отступа для анализа хрящевой ткани. Оба протокола легко и просто осуществить, и можно было бы рассмотреть для характеристики мягких тканей человека и тканевой инженерии конструкций.

Одним из важнейших этапов методологии, чтобы получить кривую релаксации напряжений, пригодную для анализа, чтобы гарантировать, что образец не скользит во время тестирования. Адекватное крепление Requirе изд, но это должно быть уравновешено с вызывая никакого усилия на образцах и обеспечение того, чтобы индентор перпендикулярно поверхности для предотвращения нагрузки на сдвиг. Очень важно, чтобы состав, а также размер и форма ткани сходны между образцами. Для хряща, жизненно важно использовать повторяемые протокол рассечение и типовые размеры. Для образцов кожи, жизненно важно, чтобы удалить всю подкожную ткань, чтобы получить повторяемые образца. Важно также, чтобы гарантировать, что для всех образцов, условия образцов идентичны, в том числе и гидратации, комнатной температуры и размораживания, если это целесообразно.

Есть некоторые ограничения протоколов, представленных. Исследования показали, что деформационные характеристики кожи и хряща зависят от ориентации образца ^13. Кожа была признана анизотропная еще в 19 - ^м веке, с Langer демонстрации в 1861 году , что кожа имеет естественные линиинапряженности, называют Лангер линий ^4. Таким образом, при характеристике образцы кожи, важно сориентировать все образцы параллельно или перпендикулярно к Лангер линий , чтобы избежать введения смещения методологии ^4. Хрящ также показывает анизотропные свойства и содержит Hultkrantz линии, которые эквивалентны Лангер линий, так что хрящ может деформировать - разному в зависимости от направления , в котором оно загружено ^{12, 19.} Таким образом, важно, чтобы увеличить размер выборки, чтобы позволить проводить тестирование хряща в различных направлениях. Как биомеханические свойства ткани также меняются в зависимости от возраста и пола, исследования должны проводиться с представительной группе пациентов, чтобы поддерживать законность в клинических условиях. Кроме того, некоторые механические протоколы выступают переобусловливание, где ткань подвергается циклической нагрузки , чтобы гарантировать , что ткань находится в стабильном состоянии для последующего механического тестирования ^20. Тем не менее, точный механизм рНаладка неясна и точное число циклов , необходимых для получения последовательной и повторяемый ответ варьирует в различных исследованиях ^20. Исследователь должен рассмотреть вопрос о целесообразности или не включать переобусловливание после оценки причину выполнения конкретного биомеханические испытания ^20.

Кожа представляет собой сложный, многослойный материал, разделенный на три основных слоя: эпидермис, дерму и подкожную клетчатку ^4. Механические свойства ткани кожи недавно были оценены с использованием в естественных условиях оценки ^4. Тем не менее, протоколы испытаний на растяжение могут быть использованы для понимания кожи биомеханики вырезанной кожи ^4. Такие тесты могут предоставить информацию для моделирования отношения напряженно-деформированного состояния , так как граничные условия могут быть определены ^4. Как правило, в пробирке режимы тестирования используют высокие штаммы для характеристики материала до разрушения, в то время как использование естественных систем внизкое напряжение в диапазоне ^4. При сравнении значений биомеханических вырезанной кожи при растяжении, имеется большая вариабельность между различными исследованиями, начиная от 2.9-150 МПа ^4. Большие различия между субъектами, как ожидается, из-за естественной биологической изменчивости, но различия в режимах протокола также могут усугубить эти естественные биологические различия. Например, различия в уровне нагрузки между протоколами вызовет изменение, поскольку больше скорость нагрузки вызывают меньше времени для жидкости вытекать, что приводит к более высокой жесткости. Протоколы подготовки, иссечение и обработку ткани кожи также будет вызывать различия в механических свойств ^4. Этот протокол продемонстрировал для тестирования кожи обеспечивает альтернативный метод для исследователей, чтобы охарактеризовать ткани кожи. Она обеспечивает ряд преимуществ, включая возможность выявления упругих и вязкоупругих свойств ткани кожи в одном механических испытаний, что позволяет более глубокому пониманию кожив короткий промежуток времени. Кроме того, тот же тест может быть применен к заменам тканевой инженерии для производства конструкций с аналогичными биомеханических свойств, как родной кожи.

Отступ тестирование обеспечивает привлекательный вариант по сравнению с ограниченного тестирования сжатия для понимания биомеханики хряща ^21. Отступ обладает способностью сохранять физиологическую структуру хряща, и, таким образом, обеспечивает значения, которые имитируют те из клинических условиях. Использование отступа, также возможно, чтобы проверить хрящ в то время как все еще прикреплен к основной кости. Отступы также позволяет физиологического тестирования хряща , как в естественных условиях. Когда две хрящевые поверхности приближаются друг к другу, ребра , окружающие площадь контакта "балджа" из - за воды под зоны контакта смещены в боковом направлении после того, как происходит деформация при сжатии ^{17, 21.} Хрящ отступы должны проводиться с инDENTER с меньшим радиусом, чем образец хрящевой, чтобы позволить подобным выпучивание. Размер индентора также должен быть по крайней мере , в 8 раз превышает размер выборки , чтобы гарантировать , что хрящевой реагирует так , как будто бы он был частью неопределенного образца ^22. Использование индентор намного меньше, чем радиус диаметра образца устраняет любые краевые эффекты, присутствующие в создании образца. Кроме того, отступы позволяет избежать возможных экспериментальных ошибок, вызванных тестирования дефектов хряща поврежденных путем экстракции образца. Отступов также не включает в себя глубокую подготовку образца, например, при компрессии, позволяя маленькие, тонкие кусочки хряща быть испытанным ^{17, 21.} Кроме того, неразрушающим методом вдавливания означает, что он имеет потенциальное применение в клинических условиях, как было проведено диагностическое средство после валидации и верификации исследований.

Есть ключевые допущения с углублением, что пользователь должен обеспечить для appropетел результаты. Критическим граничное условие в отступа нагрузки требует постоянного контакта между индентором и поверхностью хряща (то есть, что поверхность не деформируется от индентора) ^{23, 24.} Отступ нагрузка также включает предполагаемую граничное условие , что контакт между поверхностью хрящевой и индентор является неразрушающим (то есть, что индентор находится в контакте с поверхностью , но не проходит через поверхность, поверхность хрящей не отменялись под индентора) ^{25 - 26.} Исследования показали , что это граничное условие может быть проверена путем использования тушью, которая будет пятно поврежденные участки при нанесении на поверхности хрящевой ^{25, 26.} Еще одно граничное условие предполагает, что индентор сжимает хрящ перпендикулярно к поверхности образца. Перпендикулярная ориентация сжатия является важной границей кондition потому, что сжатие под углом, особенно при использовании циклических нагрузок, может привести к проскальзыванию, которое может вызвать компоненты сдвигающие и изменять механическую нагрузку. Это условие может быть обеспечено за счет тщательной проверки настройки оборудования.

После того, как суммированные протоколы были оптимизированы для мягких тканей интерес, было бы полезно для исследователей, чтобы посмотреть в динамических испытаний интересующей ткани. Соответствующая циклическое нагружение образцов должны имитировать нормальные физиологические пределы и поведение, такие как ходьба или имитирующего других повторяющихся движений ^27. Таким образом, этот отчет демонстрирует простые протоколы механических испытаний для оценки человеческих тканей. Реализация этих протоколов предоставит ключевую информацию о биомеханических характеристик тканей, что позволяет тканевой инженерии конструкции, чтобы лучше имитировать нативной ткани.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Штангенциркуль Digitial Штангенциркуль	Machine Mart	40218046	Штангенциркуль Digitial используется для измерения толщины образца.
Водная баня	Cole Parmer	UY-12504-94	StableTemp Цифровой держатель для водяной бани, используемый для размораживания образцов тканей, если они заморожены.
Mach-1 Испытательная машина	Biomomentum	V500c	Машина для механических испытаний, используемая для проверки механических свойств тканей.
Лезвие скальпеля	VWR	233-5335	Лезвия скальпеля используются для разрезания и рассечения тканей.
Щипцы	VWR	470007-554	Щипцы для рассечения тканей.
Фосфатно-солевой буфер (PBS) pH 7,2	Life Technologies	20012019	PBS используется для гидирования образцов тканей