فإن الكتاب أود أن أشكر BIOMET 3I مواصلة تقديم الدعم المالي لها، وعلى وجه الخصوص راندي غودمان للمساعدة في تصميم وتصنيع الأجزاء المخصصة. سبنسر بيل هي المستفيدة من المنح الدراسية للدراسات العليا الصناعية، التي تقدمها العلوم الوطنية والهندسة مجلس البحوث كندا (NSERC). نود أيضا أن نشكر الدكتور جون Brunski لله تواصلك جدا أثناء إعداد المخطوطة.

1. زرع تصميم وتصنيع، والمعالجة السطحية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصنيع يزرع مستطيلة (أبعاد 4 مم × 2.5 مم × 1.3 مم؛ طول × عرض × ارتفاع) من التيتانيوم النقي تجاريا (cpTi). حفر حفرة مركزيا أسفل محور طويل من زرع (قطر = 0.7 مم) لتسهيل الاستقرار زرع في وقت مبكر داخل الموقع الجراحية والاختبار الميكانيكي لاحقة (الشكل 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> علاج الأسطح العلوية والسفلية من الزرع. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لإنشاء سطحين متميزة، واستخدام حصى التفجير (GB) العلاج القياسي لخلق سطح معقدة microtopographically. مزيد من تعديل نصف يزرع من قبل بتركيب فوسفات الكالسيوم (CAP) النانوية لخلق سطح معقدة nanotopographically. </li></ol></li></ol> ملاحظة: مختلف العلاجات الكيميائية أو الميكانيكية يمكن تطبيقها على إنشاء تضاريس السطح المطلوب و / أو الكيمياء، وهذه سوف تعتمد على طبيعة questi التجريبيةعلى أن يتم معالجتها. في المثال المقدمة هنا، تعرض مجموعة واحدة من التيتانيوم النقي تجاريا (cpTi) يزرع لحصى التفجير (GB) - وهي عملية مطروح - لإنشاء microtopography المعقدة. ثم تم تعديل نصف يزرع مزيدا من خلال إضافة فوسفات الكالسيوم (CAP) البلورات النانوية لإنشاء nanotopography السوبر المفروضة (GB-DCD). ملاحظة: عند عرض الجزئي سطح حصى انتقد مقارنة مع تعديل نانو السطح، في 10،000 X التكبير، وليس هناك اختلاف واضح في خصائص السطح. ومع ذلك، عندما ينظر في 100،000 X التكبير، والاختلافات تصبح واضحة تماما (الشكل 2). وقد تبين في السابق أن مثل هذه التغييرات السطحية لها آثار عميقة على osteoconduction 14. 2. نموذج الحيوان والإجراءات الجراحية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الشباب فئران ويستار الذكور (200-250 ز) لهذا النموذج. يجب الموافقة على جميع الإجراءات بمحلية كوم رعاية الحيوانmittees. تسمح الحيوانات حرية الوصول إلى المياه وتشاو الفئران. ملاحظة: وقد تم اختيار فئران ويستار لهذا الإجراء نظرا لخبرة سابقة مع هذه السلالة من الفئران، على الرغم من سلالات أخرى من الفئران يمكن استخدامها. الحصول على الغذاء والماء ويمكن تغيير، اعتمادا على طبيعة المسألة التجريبية التي تجري معالجتها. </li> <li style=";text-align:right;direction:rtl"> الفئران رزين باستخدام التخدير استنشاق تدار من خلال مخروط الأنف: 4٪ isoflurane وLO 2 في 1 / دقيقة لتحريض؛ 2٪ isoflurane وفي 1 L أكسيد النيتروز و0.6 LO 2 / دقيقة للصيانة. إجراء الاختبار المعياري لقرصة أخمص القدمين لضمان تخدير فعالة قبل متابعة هذا الإجراء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدارة مسكن ما قبل وبعد العملية عن طريق الحقن تحت الجلد من 0،01-0،05 ملغ / كغ البوبرينورفين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين يزرع من قبل العشوائي الجزئي ووضع ثنائيا في كراديس البعيدة من أفخاذ؛ فخذان الفئران. وهذا يسمح زرع مختلفة، واحد من كل من مجموعة مختارة من تصاميم السطح مختلفة ليتم مقارنةد، في المقابل أفخاذ؛ فخذان، لتحسين التحليل الإحصائي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد هذه الحيوانات عن طريق الحلاقة وتنظيف الجانب انتيرو الوحشي من كل الساق الخلفية مع 10٪ بتدين. لمنع انخفاض حرارة الجسم، ووضع وسادة دافئة توزيع المياه تحت تخدير الفئران. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام مشرط جراحي رقم 15، إجراء شق خلال الجلد على طول الجانب الوحشي من الفخذ لفضح العضلات. كشف عظم الفخذ البعيدة باستخدام تشريح حادة لصرف الهيئات العضلات بطريقة الغازية الحد الأدنى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كشط بعيدا طبقة رقيقة من السمحاق المغطي عظم الفخذ، وذلك باستخدام رافعة السمحاق، للكشف تماما عن العظام القشرية الحفر. يجب الحرص على عدم الاضرار لوحة النمو أو الغضروف المفصلي لمفصل الركبة أثناء تشريح حادة وإزالة السمحاق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة تنظيفها وتفتيشها، وتناوب على عظم الفخذ أفقيا لفضح الجانب الأمامي من الفخذ البعيدة (الشكل 3A). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتحضير موقع الجراحة، حفرفتحة مستطيلة bicortical أسفل منتصف العظام من خلال كل من القشور. لتجنب ارتفاع حرارة الأنسجة، ويجب الحفاظ على الري المالحة في جميع أنحاء الحفر من قبل مساعد الجراحية. إجراء الحفر في ثلاث مراحل: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أولا، من خلال حفر القشرة الأمامية، ويتعرضون من خلال تشريح، وذلك باستخدام 1.3 مم لدغ الأسنان تعلق على قطعة اليد الأسنان لإنشاء اثنين من الثقوب 2.5 مم وبصرف النظر على طول خط منتصف عظم الفخذ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المقبل، واستخدام مثقاب الثانية (1.3 ملم تطور لدغ الأسنان) لتوسيع هذه الثقوب من خلال القشرة المنافس، مما أدى إلى فتحات موازية bicortical. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أخيرا، والانضمام إلى الثقوب باستخدام مخصص ثالث خفض الجانب لدغ في اتجاه الداني القاصي، وتشكيل موقع للزرع (الشكل 3B). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمرير الخيط من خلال تحلل الخلل العظام باستخدام إبرة المرفقة والعودة في جميع أنحاء القشرة الفخذ الخارجي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الخيط زرع على نهاية خالية من خياطة وترشدها إلى الخلل، ثهنا ينبغي أن يكون الضغط المجهزة. على هذا النحو، ينبغي توجيه محور طويل من زرع عمودي على محور طويل من عظم الفخذ (الشكل 3C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط الخيط حول الجانب الوحشي من الفخذ لتوفير الاستقرار خلال زرع التعافي بعد الجراحة والمراحل الأولى من الشفاء. استخدام الخيط المتبقية لإغلاق الأنسجة العضلية، والأنسجة الجلدية reoppose استخدام الدبابيس الجراحية (9 مم مقاطع الجرح). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفتيش المواقع الجراحية لعلامات العدوى، ومراقبة الحيوانات يوميا لقدرة الإسعافية للخطر. استبعاد الحيوانات التي لا يتعافى تماما التمشي، أو تلك التي لديها كسور الفخذ في التضحية، من التحليل. </li></ol> 3. عينة حصاد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التضحية الحيوانات في 9 أيام بعد الجراحة قبل خلع عنق الرحم بعد CO 2 التعرض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> على التضحية، فصل أفخاذ؛ فخذان ونظيفة من الأنسجة اللينة. تخزين على الفور في 15٪ حل العازلة السكروز للحفاظ على النسيج ساعةydration في التحضير للاختبار الميكانيكية (الشكل 4A). ملاحظة: يتم تخزين العينات في حل العازلة السكروز للحفاظ على ترطيب الأنسجة أثناء النقل بين المرافق. سوف تنفق ما يقرب من العينات 2-3 ساعة في محلول أثناء التحضير للاختبار الميكانيكية. </li> <li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتحضير العينات للاختبار الميكانيكية، وتقليم العظام لعرض يزرع باستخدام لدغ الماس اسطوانية تعلق على نظام سرعة عالية. تتكون عينات الاختبار النهائي من اثنين من الأقواس من العظم يعلق على كل وجه من زرع (الشكل 4B). للأقواس أن تسقط أثناء إعداد أو النقل، تعيين قيمة الاختبار الميكانيكي لل0 N. ملاحظة: من المهم أن يكون لطيف جدا ودقيقة عند تقليم العينات، من أجل تجنب إلحاق الضرر أو الإجهاد المسبق واجهة. الكالس تعويضية عظمي يمكن أن تنمو حول محور طويل من عملية الزرع، وحتى في حفرة طولية. يجب إزالة هذه العظام الزائدة من قبل ثلاثيmming العينات للأبعاد الدقيق للزرع مستطيلة، كما يمكن أن تحرف نتائج الاختبارات الميكانيكية. </li></ol> 4. اختبار الميكانيكية تم تصميم القالب المخصص الانفصالية إلى وعاء لكل عينة، وخلق وسيلة للتكرار ودقيقة لإعداد العينات للاختبار الميكانيكية. تصميم يسمح لعزل منطقة 0.5 ملم من العظم شبه زرع لمنطقة الاختبار متسقة، في حين عقد العينة تركزت والأفقي تماما أثناء عملية الوضع في القدر، مما يسمح لتطبيق قوة مباشرة عمودي على سطح الزرع. انظر الشكل 5 للرسومات هندسية كاملة والشكل (6) لمكونات النهائي. ملاحظة: السلوك كل اختبار باستخدام جهاز اختبار الميكانيكية، وتعمل بسرعة الأخمص من 30 مم / دقيقة. لتقييم نوعي من العظام المتبقية الاختبار التالي، ويمكن استخدام مجهر تشريح. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بوتينغمن العينات والاختبارات الميكانيكية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة عينات من محلول السكروز عازلة وجافة وصمة عار بلطف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينة الموقف في قالب مخصص. حرك دبوس أفقيا من خلال ثقوب في جدران القالب وخلال ثقب في وسط الزرع. وضع لوحة استقرار على الجانب الخلفي من العفن لتحقيق الاستقرار في زرع (الشكل 7). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء قاعدة القالب مع مركب الأسنان flowable وعلاج لمدة 60 ثانية باستخدام عالية الكثافة علاج الخفيفة. ملاحظة: من المهم لاختيار المركبة التي لا يتم تعيين مع رد فعل الطاردة للحرارة، كما مثل الحرارة المتولدة قد تؤثر على خصائص الأنسجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد المعالجة، فتح العفن وإزالة كتلة العينة تصلب. رسم خط أسود رقيق في علامة دائمة على القوس الجانبي لأغراض تحديد الهوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إصلاح نسخة طبق الأصل الجاهزة من عينة اختبار في الرذيلة، وتركز الوحدة على قاعدة أداة اختبار الميكانيكية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأمين العينة إلى نائب واجتياز خط النايلون من خلال ثقب في زرع (الشكل 8). إرفاق المغفلة إلى وسط أخمص تتحرك. من أجل التناسق، وتسمية دائما واختبار الجانب الوحشي الأول. كرر العملية مع القوس وسطي. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Brunski, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+bone+response+to+biomechanical+loading+at+the+bone-dental+implant+interface.">In vivo bone response to biomechanical loading at the bone-dental implant interface.</a> Adv. Dental Res. 13, 99-119 (1999).</li><li>Brunski, J. B., Glantz, P. -. O., Helms, J. A., Nanci, A., Br&#229;nemark, P. I., Chien, S., Gr&#246;ndahl, H. G., Robinson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Transfer of mechanical load across the interface. In: The Osseointegration Book. , 209-249 (2005).</li><li>Br&#229;nemark, R., Ohrnell, L. O., Nilsson, P., Thomsen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+characterization+of+osseointegration+during+healing:+an+experimental+in+vivo+study+in+the+rat.">Biomechanical characterization of osseointegration during healing: an experimental in vivo study in the rat.</a> Biomaterials. 18 (14), 969-978 (1997).</li><li>It&#228;l&#228;, A., Koort, J., Yl&#228;nen, H. O., Hupa, M., Aro, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biologic+significance+of+surface+microroughing+in+bone+incorporation+of+porous+bioactive+glass+implants.">Biologic significance of surface microroughing in bone incorporation of porous bioactive glass implants.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 67 (2), 496-503 (2003).</li><li>Br&#229;nemark, R., Emanuelsson, L., Palmquist, A., Thomsen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+response+to+laser-induced+micro-+and+nano-size+titanium+surface+features.">Bone response to laser-induced micro- and nano-size titanium surface features.</a> Nanomedicine. 7 (2), 220-227 (2011).</li><li>Kato, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bonding+of+Alkali-+and+Heat-Treated+Tantalum+Implants+to+Bone.">Bonding of Alkali- and Heat-Treated Tantalum Implants to Bone.</a> J. Biomed. Mater. Res. 53, 28-35 (2000).</li><li>Hong, L., Xu, H. C., de Groot, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tensile+strength+of+the+interface+between+hydroxyapatite+and+bone.">Tensile strength of the interface between hydroxyapatite and bone.</a> J. Biomed. Mater. 26 (1), 7-18 (1992).</li><li>Currey, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+of+bone+tissues+with+greatly+different+functions.">Mechanical properties of bone tissues with greatly different functions.</a> J. Biomech. 9 (12), 313-319 (1979).</li><li>Nakamura, T., Yamamuro, T., Higashi, S., Kokubo, T., Itoo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+glass-ceramic+for+bone+replacement:+evaluation+of+its+bonding+to+bone+tissue.">A new glass-ceramic for bone replacement: evaluation of its bonding to bone tissue.</a> J. Biomed. Mater. Res. 19 (6), 685-698 (1985).</li><li>Hench, L. L., Splinter, R. J., Allen, W. C., Greenlee, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bonding+mechanisms+at+the+interface+of+ceramic+prosthetic+materials.">Bonding mechanisms at the interface of ceramic prosthetic materials.</a> J. Biomed. Mater. Res. Symp. 1, 117-141 (1972).</li><li>Edwards, J. T., Brunski, J. B., Higuchi, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+and+morphologic+investigation+of+the+tensile+strength+of+a+bone-hydroxyapatite+interface.">Mechanical and morphologic investigation of the tensile strength of a bone-hydroxyapatite interface.</a> J. Biomed. Mater. Res. 36 (4), 454-468 (1997).</li><li>Davies, J. E., Ajami, E., Moineddin, R., Mendes, V. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+roles+of+different+scale+ranges+of+surface+implant+topography+on+the+stability+of+the+bone/implant+interface.">The roles of different scale ranges of surface implant topography on the stability of the bone/implant interface.</a> Biomaterials. 34, 3535-3546 (2013).</li><li>R&#248;nold, H. J., Lyngstadaasb, S. P., Ellingsen, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysing+the+optimal+value+for+titanium+implant+roughness+in+bone+attachment+using+a+tensile+test.">Analysing the optimal value for titanium implant roughness in bone attachment using a tensile test.</a> Biomaterials. 24, 4559-4564 (2003).</li><li>Mendes, V. C., Moineddin, R., Davies, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+discrete+calcium+phosphate+nanocrystals+on+bone-bonding+to+titanium+surfaces.">The effect of discrete calcium phosphate nanocrystals on bone-bonding to titanium surfaces.</a> Biomaterials. 28 (32), 4748-4755 (2007).</li><li>Skedros, J. G., Holmes, J. L., Vajda, E. G., Bloebaum, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cement+lines+of+secondary+osteons+in+human+bone+are+not+mineral+deficient:+new+data+in+a+historical+perspective.">Cement lines of secondary osteons in human bone are not mineral deficient: new data in a historical perspective.</a> Anat Rec. 286, 781-803 (2005).</li><li>McKee, M. D., Nanci, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteopontin+and+the+bone+remodelling+sequence:+colloidal-gold+immunocytochemistry+of+an+interfacial+extracellular+matrix+protein.">Osteopontin and the bone remodelling sequence: colloidal-gold immunocytochemistry of an interfacial extracellular matrix protein.</a> Ann. N.Y. Acad. Sci. 760, 177-189 (1995).</li><li>Davies, J. E., Hosseini, M. M., Davies, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Histodynamics of endosseous wound healing In: Bone Engineering. , 1-14 (2000).</li><li>Welsh, R. P., Pilliar, R. M., Macnab, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+implants.+The+role+of+surface+porosity+in+fixation+to+bone+and+acrylic.">Surgical implants. The role of surface porosity in fixation to bone and acrylic.</a> J. Bone Joint Surg. Am. 53 (5), 963-977 (1971).</li><li>O'Brien, F. J., Taylor, D., Clive, L. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+bone+microstructure+on+the+initiation+and+growth+of+microcracks.">The effect of bone microstructure on the initiation and growth of microcracks.</a> J. Orthop. Res. 23 (2), 475-480 (2005).</li><li>Steflik, , et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrastructural+analyses+of+the+attachment+(bonding)+zone+between+bone+and+implanted+biomaterials.">Ultrastructural analyses of the attachment (bonding) zone between bone and implanted biomaterials.</a> J. Biomed. Mater. Res. 39 (4), 611-620 (1998).</li><li>Sul, Y. -. T., Johansson, C., Albrektsson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+in+vivo+method+for+quantifying+the+interfacial+biochemical+bond+strength+of+bone+implants.">A novel in vivo method for quantifying the interfacial biochemical bond strength of bone implants.</a> J. Royal Soc. 7 (42), 81-90 (2010).</li><li>Wong, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+surface+topography+on+the+osseointegration+of+implant+materials+in+trabecular+bone.">Effect of surface topography on the osseointegration of implant materials in trabecular bone.</a> J. Biomed. Mater. Res. 29 (12), 1567-1575 (1995).</li><li>Gotfredsen, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anchorage+of+titanium+implants+with+different+surface+characteristics:+an+experimental+study+in+rabbits.">Anchorage of titanium implants with different surface characteristics: an experimental study in rabbits.</a> Clin. Implant Dent. Relat. Res. 2 (3), 120-128 (2000).</li><li>Lekholm, U., Zarb, G. A., Albrektsson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Patient selection and preparation. In: Tissue integrated prostheses. , 199-209 (1985).</li></ol>

تلقى التمويل من الكتاب ومواد الدعم من BIOMET 3I (بالم بيتش غاردنز، فلوريدا، الولايات المتحدة الأمريكية). كان BIOMET 3I أي جزء في كتابة هذه المخطوطة أو تصميم التجارب وصفها.

نموذج اختبار الميكانيكية المقدمة هنا يوفر طريقة محسنة لتقييم رسو العظام على الأسطح زرع مرشح، لأنه يسمح للدقيقة متعامدة، أو متوازية، والمحاذاة من عينة الاختبار مع محور القوة تعطل تطبيق، ويحد منطقة الكسر ل في غضون نصف ملليمتر من سطح الزرع. أدرج نموذج بسهولة في الدراس?...

وقد تم تقييم رسو العظام على الأسطح زرع داخل العظم محط اهتمام كبير، والتي كثير من طرق الاختبار الميكانيكية وقد وصفت 1،2. كل هذه الأساليب فرض القوة لتعطيل نموذج العظم / زرع يجري استخدامها، ويمكن تصنيفها على نطاق واسع في القص، وقدمت عموما كما دفع بها أو نماذج سحب 3،4، 3،5 عكس عزم الدوران، وأنواع الشد 6، 7. عادة في مثل هذه التجارب، إما العظام 8 أو مواد الزرع (في حالة هشة من النظارات والسيراميك 9،10) وكسر و، على افتراض شكل من أشكال مرسى حدث، وبقايا العظام واجهة / زرع (على الأقل جزئيا) سليمة. مثل هذه النتائج التجريبية تعني ليس فقط أن القوة المطلوبة للتسبب في كسر (أو تعطيل) من هذا النموذج هو ليس القوة المطلوبة لفصل واجهة العظام / زرع 11،12، ولكن أيضا أن مساحة المعقدة للطائرة كسر إنشاؤها يمكن يكون صهر لالقياس الدقيق. ومع ذلك، يمكن أن تكون مثل هذه الاختبارات ذات الصلة سريريا، نظرا لأنها توفر مقياس مقارن لقدرة يزرع من التصاميم سطح متفاوتة لأن ترسو في العظام. ومع ذلك، تجدر الإشارة أيضا إلى أن مثل هذه المقارنات هي صالحة فقط داخل نموذج تجريبي، في حين المقارنات بين النماذج التجريبية محفوفة صعوبة منذ المحققين استخدام أنواع الحيوانات المختلفة واظهار إما رقائقي أو العظام منسوجة؛ تربيقية العظام القشرية أو الشفاء النماذج، ومختلفة الميكانيكية هندستها الاختبار والظروف. في محاولة لاستخلاص قياس قوة الشد واجهة العظام / الزرع، وقد استخدمت العديد من المحققين مساحة الاسمية للزرع لاشتقاق &quot;الشد&quot; القيمة، منذ يقاس قوة الشد كقوة في وحدة المساحة. ومن الواضح أن هذا التقريب معينة، كما هو موضح أعلاه، أن واجهة العظام / زرع لا تزال سليمة في كثير من الاختبارات تعطيل توظيفأد. بالإضافة قياس المساحة السطحية للزراعة، وخاصة الأسطح المعقدة الطوبوغرافي، يقتصر بقرار من تقنية القياس كما نوقش من قبل رونالد آخرون 13 ومع ذلك، على النحو الذي استعرضه Brunski وآخرون. 2، عندما مساحة الاسمية للزرع يؤخذ بعين الاعتبار، وانتفى الفروق الظاهرة في &quot;الشد&quot; المرتبطة تصاميم سطح زرع مختلفة، مما يشير إلى أن الأسطح زرع مع مساحة سطح أكبر توفير مساحات أكبر من العظم / زرع الاتصال وبالتالي تتطلب المزيد من القوة لكسر النموذج. وبالتالي وهذا يعني أن أكثر تعقيدا الطوبوغرافي أسطح يمكن أن تزيد من تكون العظم الاتصال، مما يؤدي إلى زيادة الاتصال الزرع في العظام (BIC) والناتجة القيم تعطل أعلى في الاختبارات الميكانيكية. الاتصال تكون العظم هو نتاج ظاهرتين متميزتين: osteoconduction وتكوين العظام. في الواقع، لقد أظهرنا أن يزيد في osteoconduction على topographالأسطح المعقدة ically يمكن كميا بقياس الناتجة بيك 14 وأن يؤدي مثل الأسطح أيضا التعطيل الميكانيكية أعلى تثمن 12 ومع ذلك، فإنه هو مفيد أن نلاحظ أن العظم شبه الزرع يمكن أن تشكل من قبل اثنين من الآليات. في خلايا المنشأ تكون العظم الاتصال الوسيطة تهاجر إلى السطح زرع (osteoconduction)، تفرق في خلايا العظام، ووضع دي نوفو مصفوفة العظام على سطح زرع (تكوين العظام). أول مصفوفة عظمي وضعت هو خط الاسمنت المعدنية كما رأينا في العظام العادي إعادة عرض 15 (هناك كثير من الالتباس في الكتابات حول هذا الهيكل البيولوجية المعادن التي يعتقد في بعض الأحيان إلى أن تكون الامم المتحدة والمعادن 1 أو syncretized مع جميع الواجهات في العظام 16 - لمناقشة كاملة حول هذا الموضوع راجع ديفيز وحسيني 17). الاتصال تكون العظم هو شرط أساسي لظاهرة العظام-الترابط، ولكن غير الأساسية لنشوب العظام 18. خط الأسمنت المعادن من العظام أضعف ميكانيكيا من المقصورة الكولاجين المعدنية للعظم 19. وبالتالي، حدسي، إذا تم مقارنة تشابك الاسمنت خط مصفوفة مع ميزات زرع نانو مع أنسجة العظام في النمو إلى ميزات زرع الكلي ثم القوة الميكانيكية اللازمة لتعطيل السابق من شأنه، إلى حد معقول، من المتوقع أن تكون أقل من هذا الأخير، ونحن وقد أثبتت هذه التجربة مؤخرا 12. يمكن العظم شبه زرع تشكل أيضا عن طريق تكون العظم بعد. في هذه الحالة، وتودع العظام على سطح العظام القديمة ويحصل تدريجيا أقرب إلى السطح مما أدى إلى زرع واجهة تضم مصفوفة غير متبلور وبقايا الخلايا المكونة للعظم 20. بشكل عام، ويرتبط مع تكون العظم مسافة نحو سلس، أو تشكيله، الأسطح زرع داخل العظم وغالبا ما ينظر في التئام العظام القشرية، في حين microtopographicaوترتبط السطوح المعقدة مع LLY تكون العظم اتصال وهذا هو أكثر نموذجية من تربيقي التئام العظام. وكانت نماذج اختبار الشد باستخدام الأسطح الملساء وزرع القشرية التئام العظام قادرة على اختبار خصائص لاصقة من هذا متبلور غائبة مصفوفة البيولوجية من تكون العظم الاتصال المرتبطة أسطح معقدة الطوبوغرافي، وأظهرت أن ما يسمى الرابطة &quot;الكيمياء الحيوية&quot; التي تحدث يوفر عنصرا ضئيلا من القيم &quot;الشد&quot; ذكرت مع الأسطح المعقدة الطوبوغرافي 21. على العكس من ذلك، وذلك باستخدام نموذج تربيقي التئام العظام، وونغ وآخرون 22 وأظهرت &quot;وجود علاقة ممتازة&quot; بين زرع خشونة السطح وطرد الحمل الفشل، وأشار إلى أن الروابط الكيميائية لعبت بالفعل دورا يذكر في المرسى من العظام إلى زرع السطح. في حين أنه من المحتمل أن كلا من الاتصال وتكون العظم مسافة تحدث، بدرجات متفاوتة، في جميع داخل العظم شبه implaالإقليم الشمالي الشفاء مقصورات، أظهرت السطوح معقدة microtopographically لنفسها ان تكون مفيدة بشكل خاص في الشفاء العظمية تربيقي المقصورات 23. وتصنف هذه الأخيرة على أنها من الفئة الثالثة أو الدرجة الرابعة العظام في الأدب الأسنان 24. هدفنا كان التركيز على آليات الاتصال وتكون العظم الناتجة المرسى العظام / التي يمكن أن تترتب على ذلك زرع في بيئة العظام الشفاء تربيقية. هذا المرسى، والذي يعتمد على تضاريس سطح الزرع (انظر أعلاه)، يمكن أن تحدث في مختلف نطاقات-الحجم. من جهة، وتورط فقط ميزات زرع submicron في العظام الرابطة - كما وصفها تشابك من الاسمنت العظمي خط المصفوفة مع هذه السطوح، وينظر إليه على النظارات النشطة بيولوجيا، والسيراميك وأكاسيد المعادن شبكي. من جهة أخرى، وأنسجة العظام (أحيانا كاملة مع الأوعية الدموية في الدم) يمكن أن تنمو لتصبح متعددة ميكرون، أو المستوى الكلي، ملامح زرع السطوح 18. كلتا الحالتين الدقةULT في شكل من أشكال مرسى العظام على سطح الزرع، على الرغم من أن الآليات بوضوح مختلفة. ومع ذلك، فإن الفشل المشترك للغالبية طرق الاختبار الميكانيكية المشار إليها أعلاه هو لمحاذاة قوة اضطراب في طائرة عمودية تماما، أو موازية لتلك التي على سطح زرع (اعتمادا على ما إذا كان يعمل أو الشد القص واسطة). نحن هنا تقرير الأسلوب الذي يتغلب على هذا القيد.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr >
			<td >Dulbecco&#8217;s Phosphate Buffer solution (DPBS)</td>
			<td >Gibco Life Technologies, Burlington, ON, Canada</td>
			<td >14190-250</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >10% neutral buffered formalin solution</td>
			<td >Sigma-Aldrich Co. LLC., Canada</td>
			<td >HT501128-4L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Custom-designed rectangular implants (commercially pure titanium; dimensions: 4mm x 2.5mm x 1.3mm with a 0.7mm hole drilled centrally down the long axis)</td>
			<td >Biomet 3i, FL, USA</td>
			<td >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Custom-designed breakaway mould</td>
			<td >Biomet 3i, FL, USA</td>
			<td >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Isoflurane</td>
			<td >Baxter Internationl Inc.</td>
			<td >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Buprenorphine</td>
			<td >Bedford Laboratories</td>
			<td >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >10% betadine</td>
			<td >Bruce Medical, MA, US</td>
			<td >FR-2200-90</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Scalpel</td>
			<td >Almedic, Medstore, University of Toronto, Canada</td>
			<td >2586-M36-0100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Scalpel blade #15 (sterile)</td>
			<td >Magna, Medstore, University of Toronto, Canada</td>
			<td >2586</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Periosteal elevator #24G</td>
			<td >Spectrum Surgical, OH, USA</td>
			<td >EX7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Forceps</td>
			<td >Almedic, Medstore, University of Toronto, Canada</td>
			<td >7747-A10-108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Tissue forceps</td>
			<td >Almedic, Medstore, University of Toronto, Canada</td>
			<td >7722-A10-308</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Scissors</td>
			<td >Almedic, Medstore, University of Toronto</td>
			<td >7603-A8-240</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Absorbant Fabric General Purpose Drape (sterile)</td>
			<td >Vitality Medical</td>
			<td >1089</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Gauze (non-sterile)</td>
			<td >VWR</td>
			<td >89133-260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needles 25G X 5/8&#34; (disposable)</td>
			<td >BD, Canada</td>
			<td >305122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Syringes (sterile)</td>
			<td >VWR, Canada</td>
			<td >CABD309653</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle Driver</td>
			<td >Almedic, Medstore, University of Toronto, Canada</td>
			<td >A17-132</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Dynarex Surgical gloves (sterile)</td>
			<td >Amazon.com</td>
			<td >2475</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Surgical masks</td>
			<td >Fisherbrand, Medstore, University of Toronto, Canada</td>
			<td >296360759</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >0.9% sterile saline</td>
			<td >House brand, Medstore, University of Toronto, Canada</td>
			<td >1011-L8001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Hair clippers</td>
			<td >Remington, US</td>
			<td >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >4-0 Polysorb</td>
			<td >Syneture</td>
			<td >SL5627G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >9mm Wound Clips</td>
			<td >Becton Dickinson, MD, USA</td>
			<td >427631</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ImplantMED DU 900 and WS-75 dental hand piece&#160;</td>
			<td >W&#38;H Dentalwerk, Austria</td>
			<td >DU1000US</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >1.3 mm twist drill</td>
			<td >Brasseler, GA, USA</td>
			<td >203.21.013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >1.3 mm dental burr&#160;</td>
			<td >Biomet 3i, FL, USA</td>
			<td >custom</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >1.2 mm cylindrical side-cutting burr</td>
			<td >Biomet 3i, FL, USA</td>
			<td >custom</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cylindrical diamond burr</td>
			<td >Brasseler, GA, USA</td>
			<td >H1.21.014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td rowspan="2" >High speed dental drilling system</td>
			<td >Handpiece: KaVo Dental Corporation, IL, USA</td>
			<td rowspan="2" >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Handpiece Control: DCI International, OR, USA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >99.5% Ultra Pure sucrose</td>
			<td >BioShop Canada Inc., Burlington, ON, Canada</td>
			<td >57-50-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Flowable dental composite</td>
			<td >Filtek Supreme Ultra Flowable Restorative, 3M ESPE, St Paul, Minnesota, USA</td>
			<td >6033XW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Sapphire Plasma Arc high intensity curing light</td>
			<td >Den-Mat Holdings, Santa Maria, CA, USA</td>
			<td >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Instron 4301 with 1000 N load cell</td>
			<td >Instron, Norwood, MA, USA</td>
			<td >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td rowspan="2" >Red Wolf 10lb nylon &#64257;shing line</td>
			<td rowspan="2" >Canadian Tire, Canada</td>
			<td rowspan="2" >78-3610-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Leica Wild M3Z Stereozoom dissecting microscope</td>
			<td >Leica, Heerbrugg, Switzerland</td>
			<td >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >QImaging Micropublisher 5.0 RTV digital camera coupled with QCapture 2.90.1 acquisition software</td>
			<td >QImaging, Surrey, BC, Canada</td>
			<td >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Electronic digital caliper&#160;</td>
			<td >Fred V. Fowler Company, Inc., Newton, MA, USA</td>
			<td >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Mechanical testing instrument</td>
			<td >Instron, Norwood, MA, USA</td>
			<td >N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an improved mechanical testing method to assess bone-implant anchorage

وقد أدت التطورات الحديثة في العلوم المادية إلى زيادة كبيرة في تعقيد الطوبوغرافية من السطوح الزرع، سواء على والصغرى مقياس النانو. على هذا النحو الطرق التقليدية، واصفا من أسطح زرع - المحددات وهي العددية للخشونة السطح - غير كافية للتنبؤ في أداء الجسم الحي. يوفر اختبار النشاط الحيوي منصة دقيقة والمقارنة لتحليل أداء السطوح مادة بيولوجية. ويرد على تحسين طريقة اختبار الميكانيكية لاختبار رسو العظام على الأسطح زرع مرشح. الأسلوب ينطبق على كل المراحل المبكرة، وبعد الشفاء ويمكن استخدامها لأية مجموعة من الأسطح معدلة كيميائيا أو ميكانيكيا - ولكن ليس على نحو سلس السطوح. يتم وضعها يزرع العرف مستطيلة ثنائيا في أفخاذ؛ فخذان البعيدة من فئران ويستار الذكور وجمعها مع العظم المحيطة بها. تم إعداد عينات الاختبار وبوعاء باستخدام قالب الرواية الانفصالية وتعطيلويجري اختبار باستخدام آلة الاختبار الميكانيكية. يسمح هذا الأسلوب للمحاذاة من قوة التعطيل بالضبط عمودي، أو موازية، إلى الطائرة من سطح الزرع، ويوفر وسيلة دقيقة وقابلة للتكرار لعزل منطقة شبه زرع المحدد للاختبار.

زيادة جميع الحيوانات نشاطهم الإسعافية مع مرور الوقت بعد استردادها من الجراحة. هذا أمر مهم لأن الحمل له آثار مختلفة على نطاق وتصاميم نطاقات مختلفة، ونحن قد ذكرت مؤخرا 12. ويرد منحنى القوة / النزوح ممثل لعينات الاختبار التالي الاختبار الميكانيكي في الشكل 9A،</st...

Watch this Scientific Journal Video about An Improved Mechanical Testing Method to Assess Bone-implant Anchorage at JoVE.com

An Improved Mechanical Testing Method to Assess Bone-implant Anchorage

ويقدم وسيلة لتحسين ميكانيكيا اختبار مرسى العظام على الأسطح زرع مرشح. يسمح هذا الأسلوب للمحاذاة من قوة التعطيل بالضبط عمودي، أو موازية، إلى الطائرة من سطح الزرع، ويوفر وسيلة دقيقة لتوجيه القوات تعطل منطقة شبه زرع وجه الدقة.

لتحسين طرق الاختبارات الميكانيكية لتقييم العظم زرع مرسى

Recent advances in material science have led to a substantial increase in the topographical complexity of implant surfaces, both on a micro- and a ...

an-improved-mechanical-testing-method-to-assess-bone-implant-anchorage

Research

JoVE Journal

Bioengineering

15.4K Views.  University of Toronto.  ويقدم وسيلة لتحسين ميكانيكيا اختبار مرسى العظام على الأسطح زرع مرشح. يسمح هذا الأسلوب للمحاذاة من قوة التعطيل بالضبط عمودي، أو موازية، إلى الطائرة من سطح الزرع، ويوفر وسيلة دقيقة لتوجيه القوات تعطل منطقة شبه زرع وجه الدقة. 

Video: An Improved Mechanical Testing Method to Assess Bone-implant Anchorage

Mechanical Testing of Mouse Carotid Arteries: from Newborn to Adult

The large conducting arteries in vertebrates are composed of a specialized extracellular matrix designed to provide pulse dampening and reduce the work performed by the heart. The mix of matrix proteins determines the passive mechanical properties of the arterial wall1. When the matrix proteins are altered in development, aging, disease or injury, the arterial wall remodels, changing the mechanical properties and leading to subsequent cardiac adaptation2. In normal development, the remodeling leads to a functional cardiac and cardiovascular system optimized for the needs of the adult organism. In disease, the remodeling often leads to a negative feedback cycle that can cause cardiac failure and death. By quantifying passive arterial mechanical properties in development and disease, we can begin to understand the normal remodeling process to recreate it in tissue engineering and the pathological remodeling process to test disease treatments.
	Mice are useful models for studying passive arterial mechanics in development and disease. They have a relatively short lifespan (mature adults by 3 months and aged adults by 2 years), so developmental3 and aging studies4 can be carried out over a limited time course. The advances in mouse genetics provide numerous genotypes and phenotypes to study changes in arterial mechanics with disease progression5 and disease treatment6. Mice can also be manipulated experimentally to study the effects of changes in hemodynamic parameters on the arterial remodeling process7. One drawback of the mouse model, especially for examining young ages, is the size of the arteries. 
	We describe a method for passive mechanical testing of carotid arteries from mice aged 3 days to adult (approximately 90 days). We adapt a commercial myograph system to mount the arteries and perform multiple pressure or axial stretch protocols on each specimen. We discuss suitable protocols for each age, the necessary measurements and provide example data. We also include data analysis strategies for rigorous mechanical characterization of the arteries.

Passive mechanical testing of mouse carotid arteries is described, with special consideration for adapting to different specimen ages. The procedures include determining the in vivo length of the artery, mounting it in a pressure myograph, recording data, measuring the unloaded dimensions and analyzing the resulting data.

الميكانيكية اختبار الشرايين السباتية الفأر: من حديثي الولادة إلى الكبار

The large conducting arteries in vertebrates are composed of a specialized extracellular matrix designed to provide pulse dampening and reduce the work ...

Microfluidic Chip Fabrication and Method to Detect Influenza

Fast and effective diagnostics play an important role in controlling infectious disease by enabling effective patient management and treatment. Here, we present an integrated microfluidic thermoplastic chip with the ability to amplify influenza A virus in patient nasopharyngeal (NP) swabs and aspirates. Upon loading the patient sample, the microfluidic device sequentially carries out on-chip cell lysis, RNA purification and concentration steps within the solid phase extraction (SPE), reverse transcription (RT) and polymerase chain reaction (PCR) in RT-PCR chambers, respectively. End-point detection is performed using an off-chip Bioanalyzer (Agilent Technologies, Santa Clara, CA). For peripherals, we used a single syringe pump to drive reagent and samples, while two thin film heaters were used as the heat sources for the RT and PCR chambers. The chip is designed to be single layer and suitable for high throughput manufacturing to reduce the fabrication time and cost. The microfluidic chip provides a platform to analyze a wide variety of virus and bacteria, limited only by changes in reagent design needed to detect new pathogens of interest.

An integrated microfluidic thermoplastic chip has been developed for use as a molecular diagnostic. The chip performs nucleic acid extraction, reverse transcriptase, and PCR. Methods for fabricating and running the chip are described.

ميكروفلويديك تصنيع المعالج وطريقة للكشف عن الأنفلونزا

Fast  and effective diagnostics play an important role in controlling infectious  disease by enabling effective patient management and treatment. Here, we ...

Stress-induced Antibiotic Susceptibility Testing on a Chip

We have developed a rapid microfluidic method for antibiotic susceptibility testing in a stress-based environment. Fluid is passed at high speeds over bacteria immobilized on the bottom of a microfluidic channel. In the presence of stress and antibiotic, susceptible strains of bacteria die rapidly. However, resistant bacteria survive these stressful conditions. The hypothesis behind this method is new: stress activation of biochemical pathways, which are targets of antibiotics, can accelerate antibiotic susceptibility testing. As compared to standard antibiotic susceptibility testing methods, the rate-limiting step -&#160;bacterial growth -&#160;is omitted during antibiotic application. The technical implementation of the method is in a combination of standard techniques and innovative approaches. The standard parts of the method include bacterial culture protocols, defining microfluidic channels in polydimethylsiloxane&#160;(PDMS), cell viability monitoring with fluorescence, and batch image processing for bacteria counting. Innovative parts of the method are in the use of culture media flow for mechanical stress application, use of enzymes to damage but not kill the bacteria, and use of microarray substrates for bacterial attachment. The developed platform can be used in antibiotic and nonantibiotic related drug development and testing. As compared to the standard bacterial suspension experiments, the effect of the drug can be turned on and off repeatedly over controlled time periods. Repetitive observation of the same bacterial population is possible over the course of the same experiment.

We have developed a microfluidic platform for rapid antibiotic susceptibility testing. Fluid is passed at high speeds over bacteria immobilized on the bottom of a microfluidic channel. In the presence of stress and antibiotic, susceptible strains of bacteria die rapidly. However, resistant bacteria can survive these stressful conditions.

اختبار قابلية المضادات الحيوية الناجم عن الإجهاد على رقاقة

We have developed a rapid microfluidic method for antibiotic susceptibility testing in a stress-based environment. Fluid is passed at high speeds over ...

An Improved Method for the Preparation of Type I Collagen From Skin

Soluble type 1 collagen (COL1) is used extensively as an adhesive substrate for cell cultures and as a cellular scaffold for regenerative applications. Clinically, this protein is widely used for cosmetic surgery, dermal injections, bone grafting, and reconstructive surgery. The sources of COL1 for these procedures are commonly nonhuman, which increases the potential for inflammation and rejection as well as xenobiotic disease transmission. In view of this, a method to efficiently and quickly purify COL1 from limited quantities of autologously-derived tissues would circumvent many of these issues; however, standard isolation protocols are lengthy and often require large quantities of collagenous tissues. Here, we demonstrate an efficient COL1 extraction method that reduces the time needed to isolate and purify this protein from about 10 days to less than 3 hr. We chose the dermis as our tissue source because of its availability during many surgical procedures. This method uses traditional extraction buffers combined with forceful agitation and centrifugal filtration to obtain highly-pure, soluble COL1 from small amounts of corium. Briefly, dermal biopsies are washed thoroughly in ice-cold dH2O after removing fat, connective tissue, and hair. The skin samples are stripped of noncollagenous proteins and polysaccharides using 0.5 M sodium acetate and a high speed bench-top homogenizer. Collagen from residual solids is subsequently extracted with a 0.075 M sodium citrate buffer using the homogenizer. These extracts are purified using 100,000 MW cut-off centrifugal filters that yield COL1 preparations of comparable or superior quality to commercial products or those obtained using traditional procedures. We anticipate this method will facilitate the utilization of autologously-derived COL1 for a multitude of research and clinical applications.

Traditional procedures for the isolation of soluble type 1 collagen (COL1) require about 10 days from start to finish because of lengthy buffer incubations and laborious resuspensions of fibrils. Here, we describe a means to purify COL1 from small dermal biopsies in less than 3 hr.

طريقة محسنة لإعداد النوع الأول الكولاجين من الجلد

Soluble type 1 collagen (COL1) is used extensively as an adhesive substrate for cell cultures and as a cellular scaffold for regenerative applications. ...

Method and Instrumented Fixture for Femoral Fracture Testing in a Sideways Fall-on-the-Hip Position

Mechanical testing of femora brings valuable insights into understanding the contribution of clinically-measureable variables such as bone mineral density distribution and geometry on the femoral mechanical properties. Currently, there is no standard protocol for mechanical testing of such geometrically complex bones to measure strength, and stiffness. To address this gap we have developed a protocol to test cadaveric femora to fracture and to measure their biomechanical parameters. This protocol describes a set of adaptable fixtures to accommodate the various load magnitudes and directions accounting for possible bone orientations in a fall on the hip configuration, test speed, bone size, and left leg-right leg variations. The femora were prepared for testing by cleaning, cutting, scanning, and potting the distal end and greater trochanter contact surfaces in poly(methyl methacrylate) (PMMA) as presented in a different protocol. The prepared specimens were placed in the testing fixture in a position mimicking a sideways fall on the hip and loaded to fracture. During testing, two load cells measured vertical forces applied to the femoral head and greater trochanter, a six-axis load cell measured forces and moments at the distal femoral shaft, and a displacement sensor measured differential displacement between the femoral head and trochanter contact supports. High speed video cameras were used to synchronously record the sequence of fracture events during testing. The reduction of this data allowed us to characterize the strength, stiffness, and fracture energy for nearly 200 osteoporotic, osteopenic, and normal cadaveric femora for further development of engineering-based diagnostic tools for osteoporosis research.

In this manuscript, we present a protocol to fracture test cadaveric proximal femora in a sideways fall on the hip configuration using instrumented fixtures mounted on a standard servo hydraulic frame. Nine digitized signals comprising forces, moments, and displacement along with two high speed video streams are acquired during testing.

الأسلوب والآلية لاعبا أساسيا لكسر فخذي الاختبار في موقع سقوط في الورك جانبية

Mechanical testing of femora brings valuable insights into understanding the contribution of clinically-measureable variables such as bone mineral density ...

A Method to Estimate Cadaveric Femur Cortical Strains During Fracture Testing Using Digital Image Correlation

This protocol describes the method using digital image correlation to estimate cortical strain from high speed video images of the cadaveric femoral surface obtained from mechanical testing. This optical method requires a texture of many contrasting fiduciary marks on a solid white background for accurate tracking of surface deformation as loading is applied to the specimen. Immediately prior to testing, the surface of interest in the camera view is painted with a water-based white primer and allowed to dry for several minutes. Then, a black paint is speckled carefully over the white background with special consideration for the even size and shape of the droplets. Illumination is carefully designed and set such that there is optimal contrast of these marks while minimizing reflections through the use of filters. Images were obtained through high speed video capture at up to 12,000 frames/s. The key images prior to and including the fracture event are extracted and deformations are estimated between successive frames in carefully sized interrogation windows over a specified region of interest. These deformations are then used to compute surface strain temporally during the fracture test. The strain data is very useful for identifying fracture initiation within the femur, and for eventual validation of proximal femur fracture strength models derived from Quantitative Computed Tomography-based Finite Element Analysis (QCT/FEA).

In this protocol, the femur surface strains are estimated during fracture testing using the digital image correlation technique. The novelty of the method involves application of a high-contrast stochastic speckle pattern on the femur surface, carefully specified illumination, high speed video capture, and digital image correlation analysis for strain calculations.

طريقة لتقدير سلالات القشرية عظم الفخذ المأخوذة أثناء الكسر تجارب باستخدام ارتباط الصورة الرقمية

This protocol describes the method using digital image correlation to estimate cortical strain from high speed video images of the cadaveric femoral ...

A Performance-testing Platform for a Conduction Micropump with an FR-4 Copper-clad Electrode Plate

Here, a conduction micropump with symmetric planar electrode pairs prepared on flame-retardant glass-reinforced epoxy (FR-4) copper-clad laminate (CCL) is fabricated. It is used to investigate the influence of chamber dimensions on the performance of a conduction micropump and to determine the reliability of the conduction pump when acetone is used as the working fluid. A testing platform is set up to evaluate conduction micropump performance under different conditions. When the chamber height is 0.2 mm, the pump pressure reaches its peak value.

This paper presents a protocol for the fabrication of a conduction micropump using symmetric planar electrodes on flame-retardant glass-reinforced epoxy (FR-4) copper-clad laminate (CCL) to test the influence of chamber dimensions on the performance of a conduction micropump.

أداء اختبار منهاج ميكروبومب توصيل مع صفيحة قطب يرتدون النحاس FR-4

Here, a conduction micropump with symmetric planar electrode pairs prepared on flame-retardant glass-reinforced epoxy (FR-4) copper-clad laminate (CCL) is ...

A Millimeter Scale Flexural Testing System for Measuring the Mechanical Properties of Marine Sponge Spicules

Many load bearing biological structures (LBBSs)&#8212;such as feather rachises and spicules&#8212;are small (&#60;1 mm) but not microscopic. Measuring the flexural behavior of these LBBSs is important for understanding the origins of their remarkable mechanical functions.
We describe a protocol for performing three-point bending tests using a custom-built mechanical testing device that can measure forces ranging from 10-5 to 101 N and displacements ranging from 10-7 to 10-2 m. The primary advantage of this mechanical testing device is that the force and displacement capacities can be easily adjusted for different LBBSs. The device&#39;s operating principle is similar to that of an atomic force microscope. Namely, force is applied to the LBBS by a load point that is attached to the end of a cantilever. The load point displacement is measured by a fiber optic displacement sensor and converted into a force using the measured cantilever stiffness. The device&#39;s force range can be adjusted by using cantilevers of different stiffnesses.
The device&#39;s capabilities are demonstrated by performing three-point bending tests on the skeletal elements of the marine sponge Euplectella aspergillum. The skeletal elements&#8212;known as spicules&#8212;are silica fibers that are approximately 50 &#181;m in diameter. We describe the procedures for calibrating the mechanical testing device, mounting the spicules on a three-point bending fixture with a &#8776;1.3 mm span, and performing a bending test. The force applied to the spicule and its deflection at the location of the applied force are measured.

We present a protocol for performing three-point bending tests on sub-millimeter scale fibers using a custom-built mechanical testing device. The device can measure forces ranging from 20 &#181;N up to 10 N and can therefore accommodate a variety of fiber sizes.

نظام ملليمتر اختبار العاطفة مقياس لقياس الخواص الميكانيكية للاسفنج البحري سبيكوليس

Many load bearing biological structures (LBBSs)&#8212;such as feather rachises and spicules&#8212;are small (&#60;1 mm) but not microscopic. Measuring the ...

Rodent Behavioral Testing to Assess Functional Deficits Caused by Microelectrode Implantation in the Rat Motor Cortex

Medical devices implanted in the brain hold tremendous potential. As part of a Brain Machine Interface (BMI) system, intracortical microelectrodes demonstrate the ability to record action potentials from individual or small groups of neurons. Such recorded signals have successfully been used to allow patients to interface with or control&#160;computers, robotic limbs, and their own limbs. However, previous animal studies have shown that a microelectrode implantation in the brain not only damages the surrounding tissue but can also result in functional deficits. Here, we discuss a series of behavioral tests to quantify potential motor impairments following the implantation of intracortical microelectrodes into the motor cortex of a rat. The methods for open field grid, ladder crossing, and grip strength testing provide valuable information regarding the potential complications resulting from a microelectrode implantation. The results of the behavioral testing are correlated with endpoint histology, providing additional information on the pathological outcomes and impacts of this procedure on the adjacent tissue.

We have shown that a microelectrode implantation in the motor cortex of rats causes immediate and lasting motor deficits. The methods proposed herein outline a microelectrode implantation surgery and three rodent behavioral tasks to elucidate potential changes in the fine or gross motor function due to implantation-caused damage to the motor cortex.

مكافحة القوارض السلوكية اختبار لتقييم العجز الوظيفي الناجم عن زرع ميكروليكترودي في القشرة الحركية الفئران

Medical devices implanted in the brain hold tremendous potential. As part of a Brain Machine Interface (BMI) system, intracortical microelectrodes ...

Simultaneous Quantification of Selected Kynurenines Analyzed by Liquid Chromatography-Mass Spectrometry in Medium Collected from Cancer Cell Cultures

The kynurenine pathway and the tryptophan catabolites called kynurenines have received increased attention for their involvement in immune regulation and cancer biology. An in vitro cell culture assay is often used to learn about the contribution of different tryptophan catabolites in a disease mechanism and for testing therapeutic strategies. Cell culture medium that is rich in secreted metabolites and signaling molecules reflects the status of tryptophan metabolism and other cellular events. New protocols for the reliable quantification of multiple kynurenines in the complex cell culture medium are desired to allow for a reliable and quick analysis of multiple samples. This can be accomplished with liquid chromatography coupled with mass spectrometry. This powerful technique is employed in many clinical and research laboratories for the quantification of metabolites and can be used for measuring kynurenines.
Presented here is the use of liquid chromatography coupled with single quadrupole mass spectrometry (LC-SQ) for the simultaneous determination of four kynurenines, i.e., kynurenine, 3-hydroxykynurenine, 3-hydroxyanthranilic, and xanthurenic acid in the medium collected from in vitro cultured cancer cells. SQ detector is simple to use and less expensive compared to other mass spectrometers. In the SQ-MS analysis, multiple ions from the sample are generated and separated according to their specific mass-to-charge ratio (m/z), followed by the detection using a Single Ion Monitoring (SIM) mode.
This paper draws the attention on the advantages of the reported method and indicates some weak points. It is focused on critical elements of LC-SQ analysis including sample preparation along with chromatography and mass spectrometry analysis. The quality control, method calibration conditions and matrix effect issues are also discussed. We described a simple application of 3-nitrotyrosine as one analog standard for all target analytes. As confirmed by experiments with human ovary and breast cancer cells, the proposed LC-SQ method&#160;generates reliable results and can be further applied to other in vitro cellular models.

Described here is a protocol for the determination of four different tryptophan metabolites generated in the kynurenine pathway (kynurenine, 3-hydroxykynurenine, xanthurenic acid, 3-hydroxyanthranilic acid) in the medium collected from cancer cell cultures analyzed by liquid chromatography coupled with a single quadrupole mass spectrometry.

القياس الكمي المتزامن لـ Kynurenines المختارة التي تم تحليلها بواسطة الكروماتوغرافيا السائلة- القياس الطيفي الكتلي في المتوسط الذي تم جمعه من ثقافات الخلايا السرطانية

The kynurenine pathway and the tryptophan catabolites called kynurenines have received increased attention for their involvement in immune regulation and ...