Kazıma testi kullanarak sığır kemik kırılganlığını değerlendirilmesi

Bu çalışmanın genel amacı, mikroskobik çizik testi kullanarak kortikal kemiğin kırık davranışını mezo ölçekte karakterize etmektir. Bu yöntem, biyolojik dokuların kırılganlığı veya kompakt kemiğin yeniden şekillenmesi gibi biyomekanik ve kırılma mekaniği alanlarından temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, küçük numuneler için yeterli olmasıdır.

Titizdir, tekrarlanabilir ve yarı yıkıcıdır. Ek olarak, yöntem objektiftir çünkü yalnızca kuvvet ve derinlik ölçümlerine güveniriz. Prosedürü göstermek, laboratuvarımda yüksek lisans öğrencisi olan Kavya Mendu olacak.

Bu işleme başlamak için, donmuş uyluk kemiklerini oda sıcaklığında yaklaşık iki saat su dolu bir kapta çözdürün. Daha sonra, kortikal kemiğin düzgün kesit alanına sahip örnekler üretmek için bir masa üstü elmas şerit testere kullanarak orta diyafiz bölgesinden yaklaşık 10-15 milimetre kalınlığında birden fazla disk kesin. Bundan sonra, kortikal kemiğe bağlı herhangi bir yumuşak doku veya eti çıkarmak için bir diseksiyon kiti kullanın.

Çoklu, fırfırlı küboidal bölümler elde etmek için ıslak koşullar altında kemiğin uzunlamasına ekseni boyunca düşük hızda bir elmas gofret bıçağı kullanarak femurların enine kesitlerini kesin. Daha sonra, numuneleri ultrasonik bir temizleyicide 20 dakika boyunca% 1.5 anyonik temizleyici ve% 5 ağartıcı çözeltisinde temizleyin. Bunu takiben, önce kalıbın duvarlarını bir ayırıcı madde ile kaplayarak kullanım kolaylığı ve stabilite için kortikal kemik örneklerini akrilik reçineye gömün.

Daha sonra akrilik reçine ve sertleştiriciyi bir beherde karıştırın. Kesilen kortikal kemik örneklerinden birini, çizilecek yüzey aşağı bakacak şekilde her kalıba yerleştirin. Akrilik reçine karışımını hazırlanan bu numune tutuculara dökün.

Karıştırma işlemi sırasında sıkışan hava kabarcıklarını çıkarın. Örneklerin bizim için dört ila beş saat kürlenmesine izin verin. Daha sonra, gömülü numuneleri düşük hızda beş milimetre kalınlığında diskler halinde kesin ve çizilecek yüzeyi açığa çıkarın.

Ardından, siyanoakrilat yapıştırıcı kullanarak numuneleri 34 milimetre çapında ve beş milimetre yüksekliğinde alüminyum disklere monte edin. Ardından, örnekleri HBSS'de şoklanmış bir ölçere sarın. Ve daha fazla kullanılana kadar dört santigrat derecede soğutun.

Bu prosedürde, sığır kortikal kemik örneklerini oda sıcaklığında 400 kum ve 600 kum silisyum karbür kağıtlar kullanarak sırasıyla bir dakika ve beş dakika öğütün. Öğütücü parlatıcıyı sırasıyla 100 rpm ve 150 rpm temel hızlarda tutun. Bundan sonra, sığır kortikal kemik örneklerini oda sıcaklığında 800 ve 1200 kumlu kağıtlar üzerinde her adımda 15 dakika süreyle makinede öğütün.

Öğütücü parlatıcıyı 150 rpm temel hızda, 60 rpm kafa hızında ve bir pound çalışma yükünde tutun. Numuneleri üç mikrometre, bir mikrometre ve 0.25 mikrometre elmas süspansiyon solüsyonları kullanarak aynı sırayla sert, delikli, dokunmamış bir bez üzerinde her biri oda sıcaklığında 90 adet süreyle cilalayın. Parlatıcının taban ve kafa hızları sırasıyla 300 rpm ve 60 rpm'de olacak şekilde her adım için çalışma yükünü bir pound'da tutun.

Daha sonra, numuneyi yumuşak, sentetik bir suni ipek kumaş üzerinde yumuşak, sentetik bir suni ipek kumaş üzerinde 90 dakika boyunca, oda sıcaklığında da sırasıyla 100 rpm ve 60 rpm'lik bir taban ve kafa hızıyla parlatın. Numune taşlama ve parlatma, mikro yapıyı önemli ölçüde değiştirmeden düz yapıyı elde etmek için çok önemlidir. Ardışık her taşlama ve parlatma adımı arasında, numuneleri diiyonize su içeren bir behere yerleştirin ve kalıntıyı temizlemek ve çapraz kontaminasyonu önlemek için beheri iki dakika ultrasonik bir banyoda tutun.

Ardından, optik mikroskop veya SEM görüntüleme kullanarak yüzey özelliklerini görüntüleyin. Kortikal kemik örneklerinin test edilmesinden önce, Rockwell girinti ucunu polikarbonat kullanarak kalibre edin. Ardından, kortikal kemik örneğini sahneye yerleştirin ve mikro çizik test cihazı modülüne entegre optik mikroskop kurulumunu kullanarak çizik testinin görüşünü seçin.

Ardından, başlangıç yükü 30 milinewton ve bitiş yükü 30 newton olan doğrusal aşamalı bir yük uygulayın. Yükleme hızı dakikada 60 Newton'a ve çizik uzunluğu üç milimetreye ayarlanmalıdır. Kompakt kemik için yüksek yoğunluklu bir bölge seçmek zorunludur.

İptal kemiğe yakın alanlar, mikro gözenekleri genişletir, çünkü kırık direncinin düşük değerlerine neden olurlar. Bunu takiben, kısa, uzunlamasına, sığır kortikal kemik örnekleri üzerinde bir dizi çizik testi yapın. Numune yüzeyini, nemli kalmaları için her üç ila dört çizik testinden sonra HBSS ile ıslatın.

Bundan sonra, doğrusal olmayan, kırılma mekaniği modellemesine dayalı olarak çizilme testi verilerini analiz edin. Burada, çizik korusunun panoramasının optik mikroskopi görüntüsü gösterilmektedir. İşte çizik korusunun uzunluğu boyunca kuvvete karşı derinliğin karşılık gelen grafiği.

Yatay kuvvet, mikro çizik test cihazı aşamasına bağlı sensörler tarafından algılanan direnç kuvvetine karşılık gelir. Ve dikey kuvvet, kortikal kemik numunesine uygulanan ilerleyici doğrusal kuvvete karşılık gelir. Buradaki çizik korusunun SEM görüntüleri, 40X, 10, 000X, 2, 400X ve 5.000X'te çatlak sapması, çatlak köprüleme, fiber köprüleme ve yontma gibi mikro mekanizmaları göstermektedir.

Numune hazırlama prosedürünü denerken, bağıl nemin izlenmesi ve lokal dehidrasyonun önlenmesi için numunelerin her zaman ıslak tutulması önemlidir. Bu prosedürü takiben, mezo-ve mikroskobik ölçeklerde kırık mikro mekanizmaları gibi ek soruları yanıtlamak için x-ışını bilgisayarlı tomografi deneyleri gibi diğer yöntemler de hazırlanabilir. Bu videoyu izledikten sonra, sert biyolojik dokular üzerinde mikroskobik çizik kırılma testlerinin nasıl yapılacağını iyi anlamış olmalısınız.