Name: Girinti ve Çekme Test Kullanarak İnsan Yumuşak Doku biyomekanik Karakterizasyonu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-13T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 7 s
Description: Öğrenin girinti ve çekme testiyle insan yumuşak dokularının elastik ve viskoelastik özelliklerini karakterize etmeyi. Bu yöntem doku mühendisliği implantları için optimal sertlik belirlenmesine yardımcı olur.

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

playerTrialDesktop

MG'ye bu çalışmayı yürütmesi için GN 2339 adlı bir klinik burs sağlayan Medical Research Council ve Action Medical Research'ten sağlanan finansmana teşekkür ederiz.

Bu protokol, insan dokusunun kullanılması, depolanması ve bertaraf edilmesi ile ilgili bizim kurumun insan araştırma etik kurul kurallar etik kuralları takip eder. İnsan doku örnekleri, ilgili etik onayları ile araştırma amacıyla razı olan kadavra organlarının eksize edilebilir. Numuneler ayrıca ilgili etik onayı ile cerrahi girişim geçiren razı hastalardan alınan doku atılabilir. Derinin 1. Hazırlık <ol><li> elle yağ dokusu ve neşter bıçak ve forseps kullanılarak derin dermis ince bir tabaka kapalı keserek numuneleri hazırlayın. Bu adım örneklerinin 14 arasında tutarlılığı sağlamak için önemlidir. </li><li> Standart numune boyutu Kısmi kalınlıkta deri elde edilen levha kesti (örneğin, 5 cm örneklerin x 1 cm). test düzeneğinin boyutlarına dayalı örnek boyutunu belirler. Doku mühendisliği yapısı, aynı zamanda test ediliyorsa, specimen boyutu ilgi 14 malzemesi için uygun olmalıdır. Uygun kesici bidonlarına neşter bıçak atınız. </li><li> mekanik hesaplamalar tamamlanmasını sağlamak için, cilt kalınlığı öncesi ve mekanik testlerden sonra elektronik kaliperler kullanılarak test edilen ölçün. </li></ol> 2. Çekme Testi NOT: Tüm malzemeler test makineleri test öncesinde üreticinin talimatlarına göre kalibre edilmelidir. <ol><li> Oda sıcaklığında (22 ° C), 14 bir malzeme test makinesi (Şekil 2A) ile tek eksenli çekme Test deri numuneleri. </li><li> Tüm örneklerde (örneğin, dikey veya in-line Langer Lines ile (topolojik çizgiler insan vücudunun bir harita üzerinde çizilen ve dermis kollajen liflerinin) doğal yönelimi atıfta) 14 için aynı yönde cilt örnekleri yönlendirmek. </li><li> (A co iki kelepçe arasındaki örnek hareketsizmmercial jig), bir 98.07 N yük hücresi yapıştırılmış bir ve bir taşınmaz taban plakasına 14 diğer. Tek eksenli çekme test kelepçeler arasında ortaya çıkan alanı 1 cm x 4 cm (Şekil 2) az olmalıdır. NOT: Bir ticari jig test etmeden önce örnek homojen olmayan kavrama ve zarar görmesini önlemek için kullanılmıştır. Örnek bir &quot;parmak sıkı&quot; sıkılığını sabitlenir. </li><li> örnek kuruma önlemek için vazelin ile her iki tarafta (aparat yerleştirildikten sonra) numune alanı kapsayacak. </li><li> aşağıdaki gibi eylemlerin listesi olarak yazılım içine rejimi test çekme yükleme ve rahatlama Program: Sıfır Yük | Sıfır Pozisyonu | İletişim (Çekme yükleme) bul | (Gevşeme) bekleyin. </li><li> yazılım programıyla testi başlatın. 1 mm / s 29.42 N gerilim altında örnek yükleyin. Cildin bozulmasına neden olmayan bir oran ve yük kullanın (örneğin, 29.42 N 1 mm / s). </li><li> 29.42 N yük ulaşıldıktan sonra, doku dinlenmek için izin1.5 saat boyunca, bir zaman noktası, bilgisayar yazılımı tarafından kontrol edilen 14 gevşeme davranışı çok az bir değişiklik yoktur. Not: deplasman gevşeme fazında değil, yük sırasında sabit tutulur. </li><li> Analiz bölümü kurallarına göre elastik ve viskoelastik özelliklerini hesaplamak. Incelenen mekanik özellikler Kısmi kalınlıkta deri bileşenlerinin (epidermis ve dermis) 14 ortalama özelliklerini temsil edecek. Not: deformasyonu ortaya çıkar ve bu nedenle sadece bu veri noktaları içerdiği ham verilerden açıkça görüldüğü gibi, tanımlı bir dara yükü vardır. </li></ol> Kıkırdak 3. hazırlanması <ol><li> Bir neşter bıçak ve forseps 15, 16 kullanılarak kıkırdak örnekten cilt ve kaplamasını çıkarın. </li><li> Bir neşter bıçak ve forseps kullanarak standart bir örneklem büyüklüğü (örneğin, 1.5 cm blok) içine kıkırdak örnekleri bölün. Tüm örnekler için, bir semicircu kullanımılar şeklinde batıcı (Şekil 2B) bir çapa ve kıkırdak örnek büyüklüğü en az 8 kat daha fazla kalınlığa sahiptir. Bu oran batıcı örnek hazırlama 15 herhangi bir kenar etkilerinden etkilenmez sağlar. Uygun kesici bidonlarına neşter bıçak atınız. </li><li> Mekanik hesaplamalar tamamlanmasını sağlamak için, mekanik test 15, 16 öncesi ve sonrası elektronik kaliperler kullanılarak yüklenecek kıkırdak kalınlığını ölçmek. </li></ol> 4. Basınç Girinti Testi <ol><li> Oda sıcaklığında sulu bir ortam içinde, bir malzeme test makinesi kullanılarak kıkırdak örnekleri sıkıştırın. Örnek hidre olmasını sağlamak için önce ve sıkıştırılma testi sırasında fosfat-tamponlanmış tuzlu su (PBS) ile kıkırdak örnek kapak. NOT: PBS tam fizyolojik ortam eşleşmiyor, ancak malzeme ve dokular hem olmak com veriyor16 eşit 15 karşılaştırıldı. </li><li> Yüzey indenter dik yani kıkırdak örnek yönlendirmek. Bu sıkıştırma tek eksenli olmasını sağlar ve herhangi bir kayma yükleme 15 sınırlar. </li><li> aşağıdaki gibi eylemlerin listesi olarak yazılım içine rejimi test basınç yükleme ve rahatlama Program: Sıfır Yük | Sıfır Pozisyonu | İletişim (Basınç yükleme) bul | (Gevşeme) bekleyin. </li><li> yazılım programı kullanarak testi başlatın. S 15, 16/1 mm 2,94 N sıkıştırma altında örnek yükleyin. NOT: Bu kıkırdak 15 hem elastik ve viskoelastik özelliklerini tanımlamak için yeterli duyarlı bir tahribatsız yük olarak belirlenmiştir. </li><li> 2.94-N sınıra ulaşıldıktan sonra, kıkırdak 15 dakika dinlenmek için izin bir zaman noktası hangi bilgisayar yazılımı 15, 16 kullanılarak gevşeme davranış minimal değişiklik vardır. NOT: Şekil2C-D insan doku örneklerinin sıkıştırma ve germe testi için tipik bir setini göstermektedir. Aynı protokoller daha sonra yerli doku analiz olmanın biyomekanik özelliklerini eşleştirmek için sentetik biyomalzeme uygulanabilir. Örneğin, Şekil 2E-F yakın sentetik malzemenin biyomekanik özellikleri doğrultusunda, insan dokusunun sıkıştırma ve germe test göstermektedir. </li></ol> Girinti ve Çekme Testi için Young&#39;ın Elastik Modülü 5. Hesaplama <ol><li> Malzeme test cihazının 14-16 zaman (lar), yer değiştirme (mm) ve yük (N) de dahil olmak üzere ham verileri toplayın. </li><li> Şekil 3&#39;te gösterilen formüller kullanılarak baskı (MPa) ve gerilme (%) hesaplanır. NOT: yarı küresel Indenter kesit alanı ile bölünmesi kuvveti, basınç test sırasında kullanılan nominal (ortalama) stres, fakat en yüksek stres verir ise. </li><li> doğrusal bir scatter plot kullanınsuşuna karşı gerilme MPa (y-ekseni) (x ekseni) çizmek için. doğrusal eğri uyum belirleyin. lineer eğri = mx + ilgili bir R değeri b y eşittir. NOT: Tüm veri noktaları minimum R değeri&gt; 0.98 ulaşmak için dahil edilmiştir. M değeri MPa cinsinden gerilime basınç direnci ya da direnç (yani, Young Modülü) gösteren soy üzerindeki gerilme modülü karşılık gelen eğimi vardır. R değeri değil&gt; 0.98 ise, doğrusal viskoelastik davranışını varsayımı geçersiz. </li><li> deformasyona maruz sıvı akışı hesaplanır denge sağlanmaktadır mekanik test ve deney sonunda nihai gerilme seviyesinin son 200 saniye boyunca zamanla stres oranı olan viskoelastik özelliklerini tespit etmek. NOT: süresinin artmasıyla birlikte, stres düzeyi sıvı akışı olarak azalır (dinlenmek) olacak denge 17, 18 ulaşır. Hızlı stres gevşeme tepkisi Indicatörnek 17, 18 içinde yüksek rahatlık muhafaza etmek zordur es. </li></ol> 6. Dinlenme Özellikleri <ol><li> doğrusal dağılım grafiği ile ilgili (x-ekseni) zamana karşı MPa (y-ekseni) arsa stresi. </li><li> gevşeme oranını hesaplamak için doğrusal bir eğri uyum belirleyin. lineer eğri = mx + son 200 s ilgili bir değer ile B değişkeni Y eşittir. m değeri gevşeme oranıdır. </li><li> Minimum R değeri&gt; 0.98 elde etmek için tüm veri noktalarını ekleyin. deri için 1.5 saat ve kıkırdak için 15 dakika final gerilme (MPa) son mutlak gevşeme değerdir. </li></ol>

<ol><li>Chan, B. P., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scaffolding+in+tissue+engineering%3A+general+approaches+and+tissue-specific+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Spine+J%22%5BJournal%5D)">Scaffolding in tissue engineering: general approaches and tissue-specific considerations.</a> Eur Spine J. 17, 467-479 (2008).</li>
<li>Nimeskern, L., van Osch, G. J., Müller, R., Stok, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+evaluation+of+mechanical+properties+in+tissue-engineered+auricular+cartilage%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+B+Rev%22%5BJournal%5D)">Quantitative evaluation of mechanical properties in tissue-engineered auricular cartilage.</a> Tissue Eng Part B Rev. 20, 17-27 (2014).</li>
<li>Shaida, A. M., Kenyon, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+nasal+valves%3A+changes+in+anatomy+and+physiology+in+normal+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Rhinology%22%5BJournal%5D)">The nasal valves: changes in anatomy and physiology in normal subjects.</a> Rhinology. 38, 7-12 (2000).</li>
<li>Ní Annaidh, A., Bruyère, K., Destrade, M., Gilchrist, M. D., Otténio, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+the+anisotropic+mechanical+properties+of+excised+human+skin%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mech+Behav+Biomed+Mater%22%5BJournal%5D)">Characterization of the anisotropic mechanical properties of excised human skin.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 5, 139-148 (2012).</li>
<li>Ottenio, M., Tran, D., Ní Annaidh, A., Gilchrist, M. D., Bruyère, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strain+rate+and+anisotropy+effects+on+the+tensile+failure+characteristics+of+human+skin%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mech+Behav+Biomed+Mater%22%5BJournal%5D)">Strain rate and anisotropy effects on the tensile failure characteristics of human skin.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 41, 241-250 (2015).</li>
<li>Silver, F. H., Freeman, J. W., DeVore, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viscoelastic+properties+of+human+skin+and+processed+dermis%5BTitle%5D)+AND+%22Skin+Res+Technol%22%5BJournal%5D)">Viscoelastic properties of human skin and processed dermis.</a> Skin Res Technol. 7, 18-23 (2001).</li>
<li>Karimi, A., Navidbakhsh, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+the+uniaxial+mechanical+properties+of+rat+skin+using+different+stress-strain+definitions%5BTitle%5D)+AND+%22Skin+Res+Technol%22%5BJournal%5D)">Measurement of the uniaxial mechanical properties of rat skin using different stress-strain definitions.</a> Skin Res Technol. 21, 149-157 (2015).</li>
<li>Wilkes, G. L., Brown, I. A., Wildnauer, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biomechanical+properties+of+skin%5BTitle%5D)+AND+%22CRC+Crit+Rev+Bioeng%22%5BJournal%5D)">The biomechanical properties of skin.</a> CRC Crit Rev Bioeng. 1, 453-495 (1973).</li>
<li>Hussain, S. H., Limthongkul, B., Humphreys, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biomechanical+properties+of+the+skin%5BTitle%5D)+AND+%22Dermatol+Surg%22%5BJournal%5D)">The biomechanical properties of the skin.</a> Dermatol Surg. 39, 193-203 (2013).</li>
<li>Smith, C. D., Masouros, S., Hill, A. M., Wallace, A. L., Amis, A. A., Bull, M. J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+testing+of+intra-articular+tissues.+Relating+experiments+to+physiological+function%5BTitle%5D)+AND+%22Current+orthopaedics%22%5BJournal%5D)">Mechanical testing of intra-articular tissues. Relating experiments to physiological function.</a> Current orthopaedics. 22, 341-348 (2008).</li>
<li>Korhonen, R. K., S, S. aarakkala <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKorhonen%2C+RK+%22Biomechanics+and+Modeling+of+Skeletal+Soft+Tissues%2C+Theoretical+Biomechanics%22">Biomechanics and Modeling of Skeletal Soft Tissues, Theoretical Biomechanics</a>. Klika, V. , InTech. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.intechopen.com/books/theoretical-biomechanics/biomechanics-and-modeling-of-skeletal-soft-tissues">http://www.intechopen.com/books/theoretical-biomechanics/biomechanics-and-modeling-of-skeletal-soft-tissues</a> (2011).</li>
<li>Lu, X. L., Mow, V. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanics+of+articular+cartilage+and+determination+of+material+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Sci+Sports+Exerc%22%5BJournal%5D)">Biomechanics of articular cartilage and determination of material properties.</a> Med Sci Sports Exerc. 40, 193-199 (2008).</li>
<li>Xia, Y., Zheng, S., Szarko, M., Lee, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anisotropic+Properties+of+Bovine+Nasal+Cartilage%5BTitle%5D)+AND+%22Micros+Res+Tech%22%5BJournal%5D)">Anisotropic Properties of Bovine Nasal Cartilage.</a> Micros Res Tech. 75, 300-306 (2012).</li>
<li>Wood, J. M., Soldin, M., Shaw, T. J., Szarko, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biomechanical+and+histological+sequelae+of+common+skin+banking+methods%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">The biomechanical and histological sequelae of common skin banking methods.</a> J Biomech. 47, 1215-1219 (2014).</li>
<li>Griffin, M. F., Premakumar, Y., Seifalian, A. M., Szarko, M., Butler, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+characterisation+of+the+human+nasal+cartilages%3B+implications+for+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Sci+Mater+Med%22%5BJournal%5D)">Biomechanical characterisation of the human nasal cartilages; implications for tissue engineering.</a> J Mater Sci Mater Med. 27, 11(2016).</li>
<li>Griffin, M. F., Premakumar, Y., Seifalian, A. M., Szarko, M., Butler, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+chacterisation+of+human+auricular+cartilages%3B+implications+for+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Biomechanical chacterisation of human auricular cartilages; implications for tissue engineering.</a> Annals of biomedical Engineering. , (2016).</li>
<li>Shrive, N. G., Frank, C. B. Articular Cartilage. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aShrive%2C+NG+%22Biomechanics+of+the+Musculo-Skeletal+System%22">Biomechanics of the Musculo-Skeletal System</a>. , Wiley & Sons. 86-106 (1999).</li>
<li>Fung, Y. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFung%2C+YC+%22Biomechanics%3A+Mechanical+Properties+of+Living+Tissues%22">Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues</a>. 568, Springer. New York. (1993).</li>
<li>Hultkrantz, W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHultkrantz%2C+W+%22Ueber+die+Spaltrichtungen+der+Gelenkknorpel.+Verhandlungen+der+Anatomischen+Gesellschaft%22">Ueber die Spaltrichtungen der Gelenkknorpel. Verhandlungen der Anatomischen Gesellschaft</a>. , (1898).</li>
<li>Cheng, S., Clarke, E. C., Bilston, L. E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+preconditioning+strain+on+measured+tissue+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Biomech%22%5BJournal%5D)">The effects of preconditioning strain on measured tissue properties.</a> Biomech. 42, 1360-1362 (2009).</li>
<li>Mow, V. C., Ratcliffe, A. Structure and Function of Articular Cartilage and Meniscus. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMow%2C+VC+%22Basic+Orthopaedic+Biomechanics%22">Basic Orthopaedic Biomechanics</a>. Mow, V. C., Hayes, W. C. , Lippincott-Raven. New York. 113-178 (1997).</li>
<li>Tavakol, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Proteoglycan+%26+Collagen+degrading+activities+of+neural+proteases+from+fresh+and+cryopreserved+articular+cartilage+explants+and+the+chondrocytes.+An+in+vitro+biochemical+study%22">Proteoglycan & Collagen degrading activities of neural proteases from fresh and cryopreserved articular cartilage explants and the chondrocytes. An in vitro biochemical study</a>. , University of Calgary. (1989).</li>
<li>Smeathers, J. E. Cartilage and Joints. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSmeathers%2C+JE+%22Biomechanics%3A+Materials%22">Biomechanics: Materials</a>. Vincent, J. F. V. , Oxford University Press. Oxford. 99-131 (1992).</li>
<li>Smith, C. L., Mansour, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Indentation+of+an+Osteochondral+Repair%3A+Sensitivity+to+Experimental+Variables+and+Boundary+Conditions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">Indentation of an Osteochondral Repair: Sensitivity to Experimental Variables and Boundary Conditions.</a> J Biomech. 33, 1507-1511 (2000).</li>
<li>Niederauer, G. G., Niederauer, G. M., Cullen, L. C. Jr, Athanasiou, K. A., Thomas, J. B., Niederauer, M. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+of+Cartilage+Stiffness+to+Thickness+and+Level+of+Degeneration+Using+a+Handheld+Indentation+Probe%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Correlation of Cartilage Stiffness to Thickness and Level of Degeneration Using a Handheld Indentation Probe.</a> Ann Biomed Eng. 32, 352-359 (2004).</li>
<li>Ball, S. T., Amiel, A. D., Willaims, S. K., Tontz, W., Chen, A. C., Sah, R. L., Bugbee, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effects+of+Storage+on+Fresh+Human+Osteochondral+Allografts%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Orthop+Relat+Res%22%5BJournal%5D)">The Effects of Storage on Fresh Human Osteochondral Allografts.</a> Clin Orthop Relat Res. 418, 246-252 (2004).</li>
<li>Park, S., Hung, C. T., Ateshian, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+response+of+bovine+articular+cartilage+under+dynamic+unconfined+compression+loading+at+physiological+stress+levels%5BTitle%5D)+AND+%22Osteoarthritis+Cartilage%22%5BJournal%5D)">Mechanical response of bovine articular cartilage under dynamic unconfined compression loading at physiological stress levels.</a> Osteoarthritis Cartilage. 12, 65-73 (2004).</li>
</ol>

Yazarların beyan edecek hiçbir şeyi yoktur.

Çeşitli çekme ve girinti protokolleri insan yumuşak dokuları karakterize etmek yayınlanmıştır. Biz daha tanı ve tahribatsız olmayı hedefleyen başka bir yöntem, sağlamıştır. dönüştürücüler yerinden daha yüklemek için daha duyarlı olarak bu protokolde mekanik test uygulanan numuneler, yük yerine değiştirmesi ile sınırlıdır. Bu nedenle, deney çoğaltım doku ve sentetik malzemeler arasında daha kesin olabilir. Bu tekniği kullanarak, deri dokusu ve kıkırdak doku analiz etmek için bir çentik protokolü değerlendirmek için bir çekme protokolü gösterilmiştir. Her iki protokol uygulanması kolay ve basit ve insan yumuşak dokular ve doku mühendisliği yapılarının karakterizasyonu için değerlendirilebilir. analizi için uygun olan bir gerilme-gevşeme eğrisi elde etmek için yöntem hayati adımlardan bir numune, test sırasında kaymaz sağlamaktır. Yeterli tespit requir olduğunuEd, ancak bu örneklerin herhangi bir strese neden olan ve batıcı bir kesme yüklenmesini engellemek için yüzeye dik sağlamak karşı dengelenmelidir. Doku bileşimi hem de boyut ve şekli örnekler arasında benzer kritiktir. kıkırdak için, tekrarlanabilir diseksiyon protokolü ve örnek boyutları kullanmak hayati önem taşımaktadır. Cilt numuneleri için, bir tekrar edilebilir numune elde etmek için tüm deri altı doku kaldırmak için hayati önem taşımaktadır. Uygun olması halinde, tüm numuneler için, numunenin koşulları, hidrasyon, oda sıcaklığında, ve çözme işlemi de dahil olmak üzere, aynı olmasını sağlamak için de önemlidir. sunulan protokollere bazı sınırlamalar vardır. Çalışmalar deri ve kıkırdak deformasyon özellikleri numune yönelimi 13 bağımlı olduklarını ileri sürmüşlerdir. Cilt kadar geri 19. yüzyılda olduğu gibi, Langer ile gösteren 1861 yılında cildin doğal hatlara sahip olduğu anizotropik olduğu kabul edilmiştirgerilimi, Langer hatları 4 olarak anılacaktır. Cilt örnekleri karakterize Böylece, bir metodoloji önyargı 4 almaktan kaçınması Langer Hatları paralel veya dik tüm örnekleri yönlendirmek önemlidir. Kıkırdak da anizotropik özellikleri gösterir ve Langer hatlarına eşdeğer Hultkrantz hatları içerir, bu nedenle kıkırdak 12, 19 yüklendiği yönde göre farklı deforme olabilir. Nedenle, farklı yönlerde kıkırdak testleri için izin vermek için örnek boyutunu artırmak için önemlidir. doku biyomekanik özellikleri de yaş ve cinsiyet ile değişir gibi çalışmalar klinik ortama geçerliliğini korumak için bir temsilci hasta kohort ile yapılmalıdır. Ayrıca, bazı mekanik protokoller doku doku sonraki mekanik testler 20 için istikrarlı bir devlet olmasını sağlamak için döngüsel yükleme uğrar önkoşullanma, savunuyoruz. p Bununla birlikte, tam bir mekanizmaİşleme belirsizdir ve tutarlı ve tekrarlanabilir yanıt üretmek için gerekli döngü tam sayısı farklı çalışmalarda 20 değişir. Olsun veya olmasın düşünmelisiniz araştırmacı belirli biyomekanik testi 20 performans nedenini değerlendirdikten sonra önkoşullanma dahil etmek. Epidermis, dermiş ve deri altı 4: Deri üç katmana ayrılır, kompleks, çok-tabakalı malzeme olup. Cilt dokusunun mekanik özellikleri en son in vivo değerlendirmelerinin 4 kullanılarak değerlendirilmiştir. Bununla birlikte, çekme test protokolleri çıkarılan cilt 4 deri biyomekanik anlamak için kullanılabilir. Bu tür testler sınır koşulları 4 tanımlanabilir çünkü, gerilme-şekil değiştirme ilişkileri modellemek için bilgi verebilir. Tipik haliyle, in vitro test rejimleri, in vivo sistem kullanımı ise, başarısızlığa malzemeyi tanımlamak için büyük zorlamalara kullanımıDüşük suşu 4 arasında değişmektedir. Gerilim çıkarılan cilt için biyomekanik değerleri karşılaştırıldığında, Mpa 4 2.9-150 arasında değişen, farklı çalışmalar arasında büyük bir değişkenlik var. konular arasında büyük farklılıklar nedeniyle doğal biyolojik çeşitliliği bekleniyor, ancak protokol rejimlerde farklılıklar da bu doğal biyolojik farklılıklar bileşik olabilir. fazla yükleme oranları daha yüksek bir sertlik ile sonuçlanan, sıvı dışarı akması için daha az zaman neden Örneğin, protokoller arasındaki yükleme oranlarında farklılıklar varyasyonu neden olur. Cilt dokusunun hazırlanması, çıkarılması ve taşıma protokolleri de mekanik özelliklerinde 4 farklılıklara neden olur. Test cilt için gösterilen Bu protokol, araştırmacılar deri dokusu karakterize etmek için alternatif bir yöntem sağlar. Cildin daha büyük bir anlayış için izin bir mekanik test cilt dokusunun elastik ve viskoelastik özelliklerini belirlemek için yeteneği dahil olmak üzere birkaç avantajı sağlarKısa bir miktarda elde edildi. Bundan başka, aynı test doğal deri benzer biyomekanik özellikleri olan yapıları imal etmek için doku mühendisliği değiştirmeler uygulanabilir. Girinti test kıkırdak 21 biyomekanik anlamak için sınırlı sıkıştırma testi ile karşılaştırıldığında cazip bir seçenek sunar. Girinti kıkırdak fizyolojik yapısını korumak yeteneğine sahiptir ve bu nedenle klinik bir ortamda bu taklit değerler sağlar. girinti kullanılarak, hala alttaki kemiğe ise kıkırdak test etmek de mümkündür. Girinti, aynı zamanda in vivo kıkırdak fizyolojik test sağlar. İki kıkırdak yüzeyleri birbirine yaklaştığınızda basınç deformasyon 21, 17 oluştuktan sonra nedeniyle temas alanı altında suya temas &quot;şişkinlik&quot; alanını çevreleyen kenarları yanal olarak yerinden. Kıkırdak girinti, bir in ile yapılmalıdırBenzer şişkin izin vermek için kıkırdak örnek daha küçük bir yarıçap ile Denter. Indenter boyutu da belirsiz bir numunenin 22 parçası imiş gibi kıkırdak tepki sağlamak için en az 8 kat örnek büyüklüğü olmalıdır. Numune çapı yarıçap numune oluşturma bulunan herhangi bir kenar etkilerini ortadan kaldırır daha küçük bir kenar kullanma. Buna ek olarak, girinti örnek çıkarma zarar kıkırdak kusurları test kaynaklanan olası deneysel hataların önüne geçer. Girinti da kıkırdak küçük, ince parçalar izin gibi sınırlı sıkıştırma gibi derin numune hazırlama, içermez, 21 17 test edilecek. Ayrıca, girinti tahribatsız yöntem doğrulama ve onaylama çalışmaları sonrasında bir tanı aracı yapılmıştır gibi klinik ortamda potansiyel bir uygulama olduğu anlamına gelir. Kullanıcı approp için emin olmalıdır girinti ile önemli varsayımlar vardıryaklaşımlarına yön ile sonuçlanır. Girinti yükleme kritik bir sınır şartı 23, 24 (yüzey uzakta indenter gelen deforme olmadığını, yani) indenter ve kıkırdak yüzeyi arasındaki sürekli temas gerektirir. Girinti yükleme ayrıca kıkırdak yüzeyi ve indenter arasındaki temas çentikleyici yüzeyi ile temas halinde olduğunu, yani (tahribatsız ama yüzey boyunca gitmez farz sınır koşulu kapsar; kıkırdak yüzeyi altında başarısız olmamalıdır indenter) 25-26. Araştırmalar, bu sınır koşulu kıkırdak yüzeyinde 25, 26 tatbik edildiği zaman zarar görmüş alanların boyayacaktır Hindistan mürekkebi, kullanılarak kontrol edilebilir olduğunu göstermiştir. Bir başka sınır koşulu batıcı numunesinin yüzeyine dik kıkırdak sıkıştırır varsayar. sıkıştırma dik yönelimi önemli bir sınır koşul olduğunuition kesme bileşenleri neden ve mekanik yükleme değişebilir kaymasına neden olabilir, halkalı yükleme kullanılarak, özellikle bir açıyla sıkıştırarak çünkü. Dikkatli test cihazları kurmak yoluyla Bu durum sağlanabilir. özetlenen protokoller ilgi yumuşak doku için optimize edildikten sonra araştırmacılar ilgi doku dinamik test içine bakmak için, yararlı olacaktır. Örneklerin uygun döngüsel yükleme gibi taklit yürüyüş veya diğer tekrarlayan hareketler 27 gibi normal fizyolojik sınırlar ve davranışlarını taklit etmelidir. Özetle, bu rapor, insan dokuları değerlendirmek için basit mekanik test protokolleri göstermektedir. Bu protokolleri uygulamak daha doğal dokuyu taklit etmek doku mühendisliği yapıları sağlayan dokuların biyomekanik özellikleri hakkında önemli bilgiler verecektir.

çeşitli organ nakilleri başarısız ya da yaralı organların tedavi için hastalar giderek bekliyor. Ancak, uygun donör organların sıkıntısı, rejeneratif tıp son dönem organ yetmezliği olan hastalar için alternatif çözümler oluşturmak hedefliyor. Rejeneratif tıp gibi kıkırdak ve deri gibi yumuşak dokularda da dahil olmak üzere doku ikame olarak hareket etmek mühendislik malzemelerinin bu klinik ihtiyacını karşılamayı hedefliyor. Hasarlı dokuların yeniden başarılı bir malzeme oluşturmak için, yedek malzemesi 1-2 yerine gidiyor yerli dokusunun özelliklerini taklit etmelidir. Ameliyatla takılan kez, malzeme, doku defekti anatomik şekil vermeniz gerekecektir ve bu nedenle, malzemenin mekanik özellikleri 1 hayati önem taşımaktadır. Örneğin, auricular kıkırdağı yerine bir malzeme örten cilt 2 ile sıkıştırma önlemek için uygun mekanik özelliklere sahip olmalıdır. Benzer şekilde, bir malzeme burun araba yerinetilage 3 nefes sırasında çöken önlemek için yeterli mekanik özelliklere sahip olmanız gerekir. Bununla birlikte, implantasyon için malzeme üretim mekanik özellikleri önemine rağmen, çok az kanıt, farklı insan dokularında mekanik özelliklerin belirlenmesi konularına odaklanmıştır. Mekanik testler rejimleri bükme Baskı, çekme kurmak için kullanılabilir veya bir dokunun kesilme özellikleri olabilir. Cilt son derece anizotropik, viskoelastik ve neredeyse sıkıştırılamaz malzeme 4-9 olduğunu. Genel olarak çıkarılan cilt yükü ve uzama 4-9 kaydedilir ise bir deri uygun şekilli şeridin her iki uçta da kavranır ve gerilir tek eksenli çekme yöntemleri kullanılarak test edilir. Tüm yumuşak dokularda ana bileşeni doku arası su olduğu için, kıkırdak mekanik müdahale doku 10-11 arasında sıvı akışına kuwetli şekilde ilişkili olmasından. Böyle kıkırdak h gibi yumuşak dokulargeleneksel sıkıştırma testi kullanılarak test edilmiştir ave. Sıkıştırma test yöntemleri sınırlı, serbest ve girinti olarak en yaygın (Şekil 1), oldukça çeşitlidir. sınırlı sıkıştırma içinde, bir kıkırdak numune konur geçirimsiz, içi sıvı dolu gözenekli bir plaka ile iyi ve yüklendi. De gözeneksiz olduğu kıkırdak dikey yönde 12-13 olmasına rağmen akar. Serbest basınç, kıkırdak 12-13 baskın olarak, radyal olarak sıvı akışını zorlayarak, gözeneksiz bir bölme üzerine gözeneksiz bir plaka kullanılarak yüklenir. Girinti kıkırdak 12-13 biyomekanik özelliklerini değerlendirmek için en sık kullanılan yöntemdir. Bu, test edilen numunenin yüzeyinden daha küçük bir ucu, oluşur, bu numune üzerine aşağı getirilir. Girinti enabli bu girinti yerinde gerçekleştirilebilir Aslında, aşağıdakileri içeren sıkıştırma ile ilgili diğer yöntemler üzerinde birçok avantajı vardırTesti ng (Şekil 1) 12-13 daha fizyolojik olması. Bir dokunun basınç ve çekme özelliklerini anlamak için, Young elastik modül tipik haliyle numune boyutunun 12 bağımsız olarak, basınç veya germe elastik direnci gösteren, stres-gerilme eğrisinin doğrusal bölümü analizi ile hesaplanır. Hem çekme ve basma test rejimleri yük veya deformasyon uygulanan ve her ikisi de bu tür parametrelerin oranına göre değişebilir. Şu anda, son derece zor yorumlamak veya farklı çalışmaların 6-13 sonuçlarını karşılaştırmak için yapar, doku mekaniği değerlendirmek için birçok farklı test protokolleri vardır. Ayrıca, birçok mekanik yöntemler şu anda yıkıma numune test ederek doku mekanik özelliklerini karakterize odaklanmak. Biz insan doğrudan, tahribatsız karşılaştırma sağlayan bir girinti ve çekme protokol göstermektedir hedefliyoruzyumuşak dokular ve doku mühendisliği yapıları. Biz yine de henüz stres mekanik testler sınırlar sıkıştırma ve gerginlik Young elastik modülü elde bir yöntem ortaya koymaktadır. Örnek belirli bir değere ya da çekme ya gerilir, ve seçilen gerilim değeri ulaşıldıktan sonra, numune tüm veriler kaydedilir iken serbest bırakılır. Bu yöntem, sentetik malzeme ile doğrudan tatbik edilebilir, aynı test içinde doku, viskoelastik ve dinlenme özellikleri de yakalar. Biz girinti protokolü kullanılır cilt ve kıkırdak 14-16 dahil olmak üzere insan yumuşak dokuların, değerlendirmek. Kıkırdak girinti testi kullanılarak değerlendirildi ve cilt gerginliğini 14-16 test kullanılarak değerlendirilir. Araştırmacılar bu protokolleri hayata düşünebiliriz insan yumuşak dokularda benzer özelliklere sahip malzemeler mühendisi amaçlayan.

<table><tbody><tr><td>Sayısalsal Sürmeli Kumpas</td><td>Makinesi Mart</td><td>40218046</td><td>Sayısal sürmeli kumpas, numune kalınlığını ölçmek için kullanılır.</td></tr><tr><td>Su Banyosu&nbsp;</td><td>Cole Parmer</td><td>UY-12504-94</td><td>StableTemp Dijital Su Banyosu Şişesi Tutucu, donmuşlarsa doku numunelerinin buzunu çözmek için kullanılır.</td></tr><tr><td>Mach-1 Malzeme Test Cihazı</td><td>Biomomentum&nbsp;</td><td>Dokuların mekanik özelliklerini test etmek için kullanılan</td> <td>V500c</td> Mekanik Test Cihazı.</tr><tr><td>Neşter Bıçağı&nbsp;</td><td>VWR</td><td>233-5335</td><td>Dokuları kesmek ve incelemek için kullanılan neşter bıçakları.</td></tr><tr><td>Forseps&nbsp;</td><td>VWR</td><td>470007-554</td><td>Dokuları incelemek için kullanılan forseps.</td></tr><tr><td>Fosfat Tamponlu Tuzlu Serum (PBS) pH 7.2</td><td>Life Teknolojileri&nbsp;</td><td>20012019</td><td>PBS, doku örneklerini hidate etmek için kullanılır&nbsp;</td></tr></tbody></table>

girinti ve Çekme test kullanarak İnsan yumuşak doku biyomekanik karakterizasyonu

Biomechanical Characterization of Human Soft Tissues Using Indentation and Tensile Testing

Rejeneratif tıp değiştirmek veya hasarlı ya da hastalıklı organları geri malzeme mühendisi hedefliyor. onlar yerine hedefliyoruz insan dokuları taklit etmelidir tür malzemelerin mekanik özellikleri; Gerekli anatomik şekli sağlamak için, malzeme kusur yerinde implante zaman yaşayacaksınız mekanik kuvvetleri sürdürmek gerekir. doku mühendisliği iskelelerinin mekanik özellikleri büyük bir öneme sahiptir rağmen işlenmiş malzemelerle restorasyonu maruz çok sayıda insan dokuları tamamen biyomekanik, özelliği edilmemiştir. Çeşitli basınç ve çekme protokolleri malzemelerin değerlendirilmesi için rapor edilmektedir, ancak büyük değişkenlik araştırmaların sonuçları arasında kıyaslama zordur. Dahası, mekanik test, genellikle yıkıcı doğa çalışmaları olduğunu komplike. Doku başarısızlık bir anlayış önemlidir iken, daha Physiol altında elastik ve viskoelastik özellikleri konusunda bilgi sahibi olmak da önemlidirogical yükleme koşulları. Bu rapor, insan yumuşak doku sıkışma ve gerilme özelliklerini değerlendirmek için minimal zarar protokol sağlamaktır. Bu tekniğin örnekleri olarak, deri gerilme testi kıkırdak basınç testi anlatılmıştır. Bu protokoller, doğrudan mekanik özellikleri doğal doku benzer olduğundan emin olmak için, sentetik malzemelere uygulanabilir. Protokoller, uygun doku mühendisliği yerine geçen oluşturmak için bir kriter sağlayacak insan doğal dokusunun mekanik özelliklerini değerlendirmek için.

Şekiller 4 ve 5, girintiler ve çekme testi ile elde edilen veriler örneklerini verir. Şekil 4 insan kıkırdak girinti testi sonrası elde edilen tipik değerleri göstermektedir. Şekil 4A girinti testi sonrası elde edilen tipik bir suşa karşı stres grafiğinin bir örnektir. Hat bir eğri 0.98 (Şekil 4B) en az bir R değeri alana kadar Young Modülü için, tüm değerleri dahildir. m değeri MPa Young Modülünden göstergesidir; Örneğin, bu veriler, kıkırdak 1.76 MPa&#39;lık bir elastisite modülüne sahiptir. Şekil 4C kıkırdağın gevşeme özelliklerini değerlendirmek için zamana karşı stres tipik bir grafiğini göstermektedir. gevşeme oranı son 200 s hesaplanır. Benzer şekilde, gevşeme oranını elde etmek için, MPa bir çizgi eğri uyum m değeri kullanılır. Örneğin, bu veri, bir kıkırdak oranıx 10 -6 8.78 MPa / s (Şekil 4D) gevşeme. gevşeme mutlak son seviye MPa stres son noktasıdır. Örneğin, bu veri setinde, gevşeme mutlak son seviye 0.028 Mpa (Şekil 4D) olacaktır. Şekil 5 çekme testi sonrası cilt dokusunun viskoelastisite nasıl değerlendirileceğini gösterir. Analiz sıkıştırma testi göre gerçekleştirilir. Şekil 5A çekme test protokolü elde edilen tipik bir gerilme-versus-stres arsa gösterir. Çizgi eğri fit 0.98 (Şekil 5B) en az R değeri vardır kadar gerginlik Young Modülü edinmek için, tüm değerleri dahildir. m değeri MPa Young Modülünden göstergesidir; Örneğin, bu veriler, deri 0.62 MPa&#39;lık bir elastisite modülüne sahiptir. Şekil 5C o gevşeme özelliklerini değerlendirmek için zamana karşı bir stres tipik grafiğini göstermektedirf cilt. gevşeme oranı son 200 s hesaplanır. Benzer şekilde, gevşeme oranını elde etmek için, MPa bir çizgi eğri uyum m değeri kullanılır. Örneğin, bu veriler, deri 3.1 x 10 -5 MPa / s (Şekil 5D) ve bir gevşeme oranı vardır. gevşeme mutlak son seviye MPa stres son noktasıdır. Örneğin, bu veri setinde, seviye 0.64 MPa (Şekil 5D) olacaktır. Aynı analiz daha sonra yerel doku olarak biyomekanik özelliklerini eşleştirmek için sıkıştırma ve germe test aşamasında biyo materyalleri analiz etmek için kullanılabilir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54872/54872fig1.jpg" /> Şekil 1: Şematik farklı sıkıştırma yöntemleri göstermek için. A. Girinti Testi. Bir yük gözeneksiz kenar işleyici kullanarak kıkırdağın küçük bir alana uygulanır. B. Confined Sıkıştırma. Kıkırdak numunesi geçirimsiz bir sıvı dolu de yerleştirilir. kıkırdak daha sonra gözenekli bir plaka ile yüklenir. de geçirimsiz olduğu için, kıkırdak boyunca akış sadece dikey yöndedir. C. Serbest Basınç. Kıkırdak ağırlıklı radyal olarak sıvı akışını zorlayarak, gözeneksiz bir bölme üzerine gözeneksiz bir plaka kullanılarak yüklenir. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/54872/54872fig2.jpg" /> Şekil 2: mekanik test makinesi Set-up. Test makinesi A. İllüstrasyon. B. sıkıştırma testi analizi için kullanılan indenter İllüstrasyon. C. Kıkırdak sıkıştırma girinti testi kullanılarak analiz edilmektedir. D. Cilt dokusu çekme testi altında analiz edilir. Bir sentetik biyomalzeme E. Çekme testi. F. </strong&gt; bir sentetik biyomalzeme Sıkıştırma testi. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/54872/54872fig3.jpg" /> Şekil 3: bir doku ya da doku mühendisliği yapısının sıkışma ve gerilme mekanik özellikler hesaplamak için kullanılan formüller. kuvveti hesaplamak için kullanılan formüller (K), stres (Mpa) ve suşu (%). <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/54872/54872fig4.jpg" /> Şekil 4: İnsan kıkırdak sıkıştırma analiz örneği. A. Stres-versus-gerginlik analizi. B. çizgili eğri fit denklemin m değeri MPa Young Elastik Modülü olduğunu. C baskı-zaman analizi gevşeme özelliklerini göstermek için. D. çizgili eğri fit denklemin m değeri gevşeme oranını göstermektedir. nihai birbsolute oranı grafikte son noktasıdır. <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/54872/54872fig5.jpg" /> Şekil 5: İnsan deri gerilme analizi Örnek. A. Stres-versus-gerginlik analizi. B. çizgili eğri fit denklemin m değeri MPa Young Elastik Modülü olduğunu. C baskı-zaman analizi gevşeme özelliklerini göstermek için. Çizgi eğri fit denklemin D. m değeri gevşeme oranı eşittir. Nihai mutlak oran grafiğinde son noktasıdır.

Doku biyomekaniği, hücre şeklini ve fonksiyonunu korumak ve fenotipi belirlemek için önemlidir. Bu rapor, insan yumuşak dokularının elastik ve viskoelastik özelliklerini karakterize etmek için tahribatsız mekanik protokolleri göstermektedir ve bu, mühendislik malzemelerinin doğal dokuya yakın bir şekilde eşleştirilmesini sağlamak için doku mühendisliği substratlarına doğrudan uygulanabilir.

Girinti ve Çekme Test Kullanarak İnsan Yumuşak Doku biyomekanik Karakterizasyonu

Regenerative medicine aims to engineer materials to replace or restore damaged or diseased organs. The mechanical properties of such materials should ...

Bu tekniğin genel amacı, insan yumuşak dokularının mekanik özelliklerini karakterize etmek için girintileme ve çekme testlerini kullanmaktır. Bu yöntem, doku mühendisliği alanındaki, örneğin yetersiz kalan veya hasar görmüş bir insan organının yerini alacak bir implantın ne kadar sert olması gerektiği gibi temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniklerin temel avantajları, tahribatsız olmaları ve uygulanmalarının basit olmasıdır.Bu yönteme dair ilk fikrimiz, sentetik kulak ve burun implantları tasarlarken malzemenin ne kadar sert olması gerektiğini merak ettiğimizde ortaya çıktı. Genellikle, bu yöntemde yeni olan kişiler, hatalı numune hazırlama ve testlerin doğru şekilde kurulmasındaki zorluklar nedeniyle sorun yaşayacaklardır. Başlamak için, cerrahi işlem gören gönüllü hastalardan veya araştırma amaçlı kullanımına onay verilmiş kadavralardan cilt numunesi veya başka bir doku temin edin.Deri örneğini bir Petri kabına yerleştirin ve dokunun nemli kalması için üzerini PBS ile kapatın. Adipoz dokuyu ve derin dermisin ince tabakasını örnekten manuel olarak ayırmak için bir skalpel ucu ve pens kullanın. Elde edilen split-thickness deri tabakasını bir santimetreye beş santimetrelik şeritler halinde kesin.Ardından, kullanılan bistüri uçlarını kesici alet kutusuna atın. Son olarak, cildin kalınlığını ölçmek için kumpas kullanın. Kalınlığın, mekanik testten sonra da ölçülmesi gerekecektir.Kalibre edilmiş bir malzeme test cihazı kullanarak, oda sıcaklığında deri örneklerini tek eksenli çekme testine tabi tutun. İlk olarak, deri örneklerini, kolajen liflerin doğal yöneliminin Langer çizgilerine göre tamamının aynı yönde olacağı şekilde konumlandırın. Ardından, örneği, uygulanan kuvvetin yönü ya Langer çizgileriyle aynı doğrultuda ya da onlara dik olacak şekilde tutuculara yerleştirin.Örneği, yaklaşık 0,5 santimetresi her bir tutucuya gelecek şekilde tutucuları parmakla sıkıştırarak sabitleyin. Test cihazının tutucularından birinin uygun bir yük hücresine, diğerinin ise sabit bir taban plakasına bağlı olduğundan emin olun. Sabitleme işleminden sonra, numunenin kurumasını önlemek için her iki taraftaki örnek alanını vazelin ile kaplayın.Şimdi, numunenin saniyede bir milimetre hızla 29,42 newtonluk bir gerilime kadar yükleneceği şekilde çekme yüklemesi ve relaksasyon testi rejimini yazılıma programlayın. Doku 29,42 newtonluk gerilime ulaştığında, gerilimdeki değişimi izlemeye devam ederken dokunun relaksasyonuna izin vermek için programı deplasmanı bir buçuk saat boyunca sabit tutacak şekilde ayarlayın. İşlem tamamlandığında, numunenin kalınlığını ölçmek için tekrar kumpas kullanın.Onay veren bir bireyden kıkırdak örneği alındıktan sonra, örneği bir Petri kabına yerleştirin ve PBS ile örtün. Örnekten deri ve fasyayı uzaklaştırmak için skalpel bıçağı ve pens kullanın. Ardından, kıkırdak örneklerini 1.5 santimetrelik kareler şeklinde kesin.Kesme işlemi tamamlandıktan sonra, yüklenecek kıkırdağın kalınlığını kumpas kullanarak ölçün. Nihai numune boyutu, indentör çapının en az sekiz katı olmalıdır. Kıkırdak numunesini, geniş ve geçirimsiz bir taban üzerinde indentörün altına ortalayın ve yüzey indentöre dik olacak şekilde konumlandırın.Bu, sıkıştırmanın tek eksenli olmasını sağlar ve herhangi bir kaymayı sınırlar. Ardından, kıkırdağı PBS ile kaplayın ve test boyunca numunenin hidrate kalmasını sağlayın. Sıkıştırma yüklemesi ve relaksasyon test rejimini yazılıma, numunenin saniyede bir milimetre hızla 2,94 newton'luk bir sıkıştırma kuvvetine kadar yüklemesi şeklinde programlayın.2,94 newton yüke ulaşıldığında, indentörü aynı konumda tutun ve kıkırdağın 15 dakika boyunca gevşemesine izin verin. İşlem tamamlandığında numuneyi serbest bırakın ve numunenin kalınlığını tekrar ölçün. Çekme testi sonrası deri dokusunun viskoelastisitesini değerlendirmek için, çizgi eğri uyumu minimum 0,98 R değerine sahip olana kadar, gerilme-birim şekil değiştirme grafiğindeki tüm değerler Young modülü hesaplamasına dahil edilir.Gerilme-zaman grafiği, derinin relaksasyon özelliklerini değerlendirmek için kullanılır. Relaksasyon hızı, toplanan verilerin son 200 saniyesinden hesaplanır ve bu örnek için saniyede 3,1 x 10⁵ megapaskal'dır. Burada gösterilen grafik, insan kıkırdağı üzerindeki indentasyon testi sonuçlarını gösteren örnek gerilme-birim şekil değiştirme verileridir.Deri örneği için yapılan Young modülü hesaplamasında olduğu gibi, kıkırdak için de minimum R değerinin 0,98'e uygun olması kaydıyla eğrinin sonundaki değerler kullanılır. Kıkırdak, saniyede 8,78 × 10⁻⁶ megapascal değerinde bir relaksasyon hızına ve 0,028 megapascal değerinde bir mutlak nihai relaksasyon seviyesine sahiptir. Bu teknikte uzmanlaşıldığında, prosedür düzgün bir şekilde yürütüldüğü takdirde yedi saat içinde tamamlanabilir.Bu prosedür uygulanırken, tekrarlanabilir bir diseksiyon protokolü ve örnek boyutlarına sahip olmanın önemli olduğunu unutmamak gerekir. Bu prosedürün ardından, dokuların fizyolojik ve dinamik yükler altında nasıl davrandığı gibi ek soruları yanıtlamak amacıyla döngüsel yükleme gibi diğer yöntemler oluşturulabilir. Bu teknik, biyomekanik alanındaki araştırmacıların, in vivo non-invaziv mekanik testler için bu tahribatsız tekniğin kullanımını keşfetmelerinin yolunu açmaktadır.İnsan dokularıyla çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve bu prosedür uygulanırken eldiven gibi önlemlerin her zaman alınması gerektiğini unutmayın.

biomechanical-characterization-human-soft-tissues-using-indentation

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Için Mekanik-adaptif Polimer Nanokompozitler bir çevre kontrollü Mikrogerilim Test<em&gt; Ex vivo</em&gt; Karakterizasyonu

Bu çalışma, yumuşak biyomalzemeler (beyin, karaciğer, tendon, yağ, vs.) tek eksenli dinamik mekanik yanıtını elde etmek için bir deney birleştiğinde-sonlu eleman simülasyon metodolojisi koşuyor. Çünkü numunenin ortaya çıkan eksenli deneysel sonuçlar biyomalzemenin sonlu elemanlar analizinin iteratif optimizasyon ile simüle zaman tek eksenli gerçek gerilme-deformasyon davranışı hale getirildi Split-Hopkinson Basınç Bar testlerden elde edilen şişkin.

Yumuşak Biyomalzeme Yüksek Deformasyon Hızı Mekanik Tepki değerlendirilmesi için Coupled Deney-sonlu Eleman Modelleme Metodolojisi

Beynin viskoelastik mekanik özelliklerini mikro, mezo ve makro ölçeklerde karakterize etmek için bir dizi teknik sunuyoruz.

Atomik Kuvvet Mikroskobu, Darbe girinti ve reometre kullanarak Beyin Doku Ölçekli Mekanik Özellikleri karakterize

Biz özel olarak oluşturulmuş bir mekanik test aygıtı kullanarak alt milimetre ölçek lifler üzerinde üç sayılık bükme testleri gerçekleştirmek için bir protokol mevcut. Cihazın Kuvvetleri en fazla 10 N 20 µN kadar ölçebilir ve bu nedenle çeşitli lif boyutları hizmet verebilir.

Deniz sünger Spicules mekanik özelliklerini ölçmek için bir milimetre ölçek bükülme test sistemi

Burada biz hidrojel tabanlı karmaşık geometriler mühendislik kurcalayarak üretmek için kullanılan özel polydimethylsiloxane kalıpları imalatı için hızlı, facile ve düşük maliyetli bir yöntem mevcut. Ayrıca bu tekniği kullanılarak üretilen mühendislik kalp dokuları üzerinde yürütülen mekanik ve histolojik değerlendirme sonuçları açıklanmıştır.

Özel doku kültürü kalıpları lazer kazınmış ustalardan mühendislik

Protokol, özel uyumlu 3D baskılı armatürleri kullanarak rürinten tülonlar için etkili ve tekrarlanabilir gerilebilir biyomekanik test yöntemlerini tanımlar.

Murine Tendonunun Biyomekanik Testi

Artroskopi cerrahisi sırasında probing normalde yumuşak doku durumunu değerlendirmek için yapılır, ancak bu yaklaşım her zaman öznel ve nitel olmuştur. Bu rapor, artroskopi sırasında üç eksenel kuvvet sensörü ile yumuşak dokunun direncini nicel olarak ölçebilen bir sondalama cihazını tanımlar.

Artroskopi Sırasında Yumuşak Dokuların Mekanik Özelliklerini Nicel Olarak Ölçen Bir Sondalama Cihazı

Biz atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanarak eklem kıkırdağı hücresel düzeyde erken osteoartritik değişiklikleri araştırmak için bir yöntem saklıt.

Erken Osteoartrit tespit etmek için Atomik Kuvvet Mikroskobu Uygulaması

Burada sunulan, mekanistik çalışmalar, hastalık modelleme ve tarama uygulamaları için uygun, çift kutuplu çok kuyulu bir plakada 48 dokudan oluşan paralel bir kültür için tasarlanmış bağ dokuları üretmek için bir protokoldür. Protokol, farklı organ ve türlerden fibroblastlarla uyumludur ve burada insan primer kardiyak fibroblastlarla örneklenmiştir.

Fibroblast Türetilmiş İnsan Tarafından Tasarlanmış Bağ Dokusu Tarama Uygulamaları için

Protokol, hidrojeller ve hücreler de dahil olmak üzere yumuşak malzeme nanogirinti deneyleri için eksiksiz bir iş akışı sunar. İlk olarak, kuvvet spektroskopisi verilerini elde etmek için deneysel adımlar detaylandırılmıştır; Daha sonra, bu tür verilerin analizi, GitHub'dan ücretsiz olarak indirilebilen yeni geliştirilen açık kaynaklı bir Python yazılımı aracılığıyla detaylandırılır.

Yumuşak Madde Nanoindentasyonu için Deneysel ve Veri Analizi İş Akışı

Bu makalede, yumuşak dokuları taklit eden jelatin fantomları yapma protokollerinin ve girinti ve manyetik rezonans elastografisi kullanılarak karşılık gelen viskoelastik karakterizasyonun bir gösterimi ve özeti sunulmaktadır.

Girinti ve Manyetik Rezonans Elastografisi Kullanılarak Yumuşak Dokuyu Taklit Eden Jelatin Fantomların Viskoelastik Karakterizasyonu

Öğrenin girinti ve çekme testiyle insan yumuşak dokularının elastik ve viskoelastik özelliklerini karakterize etmeyi. Bu yöntem doku mühendisliği implantları için optimal sertlik belirlenmesine yardımcı olur.

Girinti ve Çekme Test Kullanarak İnsan Yumuşak Doku biyomekanik Karakterizasyonu

Daha fazla video keşfet