一种摩擦试验-用于研究滑膜关节生物力学、机械生物学和物理调节的生物反应器装置

摘要

本方案描述了一种摩擦测试装置，该装置将同时相互滑动和正常载荷施加到两个接触的生物配合面上。

摘要

在原发性骨关节炎（OA）中，与衰老相关的正常"磨损"会抑制软骨维持其承重和润滑功能的能力，从而促进有害的物理环境。关节软骨和滑膜的摩擦相互作用可能通过组织水平磨损和细胞机械转导影响关节稳态。为了研究这些机械和机械生物学过程，描述了一种能够复制关节运动的装置。摩擦测试装置控制向两个接触的生物配合面传递往相互平移运动和正常载荷。本研究采用滑膜软骨配置，并在磷酸盐缓冲盐水（PBS）或滑液（SF）浴中进行测试时提供摩擦系数测量结果。该测试针对一系列接触应力进行了测试，突出了SF在高负载下的润滑性能。该摩擦测试设备可用作仿生生物反应器，用于研究活关节组织的物理调节，以响应与双关节关节关节相关的应用生理负荷。

引言

骨关节炎（OA）是一种使人衰弱的退行性关节疾病，影响超过3200万美国成年人，医疗保健和社会经济成本超过165亿美元¹。该疾病的典型特征是关节软骨和软骨下骨的降解;然而，滑膜的变化最近引起了人们的赞赏，因为滑膜炎与OA症状和进展^{有关2，3，4}。在原发性（特发性）OA中，与衰老相关的正常"磨损和撕裂"会抑制软骨维持其承重和润滑功能的能力。关节软骨层长时间滑动接触或软骨与植入材料滑动接触所产生的应力已被证明可以通过地下疲劳失效促进分层磨损^5，6。由于关节^7，8中存在动态机械环境，关节软骨和滑膜的摩擦相互作用可能通过组织水平磨损和细胞机械转移来影响关节稳态。为了研究这些机械和机械生物学过程，设计了一种装置来复制关节的运动，并严格控制压缩和摩擦载荷^{5，6，9，10，11，12，13}。

本方案描述了一种摩擦测试设备，该设备将相互平移的运动和压缩载荷传递到活组织外植体的接触表面。计算机控制的设备允许用户控制每次测试的持续时间、施加的载荷、平移台的运动范围以及平移速度。该设备是模块化的，允许测试各种配合面，例如组织上的组织（软骨上的软骨和软骨上的滑膜）和玻璃上的组织。除了测试仪获得的功能测量外，还可以在测试之前和之后评估组织和润滑浴组件，以评估给定实验方案赋予的生物变化。

软骨摩擦学的研究已经进行了几十年，并且已经开发了几种技术来测量软骨与玻璃和软骨之间的摩擦系数，软骨^14，15。不同的方法是由连接的和/或感兴趣的润滑机制驱动的。在实验变量的控制和生理参数的概括之间经常存在权衡。摆式装置利用完整的关节作为简单摆锤的支点，其中一个关节表面在第二个表面上自由平移^{14，16，17，18}。摩擦测量不是使用完整的关节，而是通过在所需表面上滑动软骨外植体^14，19，^{20，21，22，23，24，25}来获得摩擦测量。据报道，关节软骨的摩擦系数在很宽的范围内（从0.002到0.5）变化，具体取决于操作条件^14，26。已经创建了复制旋转运动的设备^23，27，28。Gleghorn等人^.26开发了一种多孔定制摩擦计，以使用Stribeck曲线分析观察软骨润滑曲线，并在软骨之间相对于平板玻璃配合面施加线性振荡滑动运动。

该装置旨在隔离摩擦反应，并探索各种载荷条件下活组织的机械生物学。该装置采用简化的测试设置，通过压缩滑动模拟关节关节关节，可以近似滚动和滑动运动，并了解纯滚动运动中的阻力相对于关节软骨²⁹的测量摩擦系数可以忽略不计。该测试仪最初是为了研究间质液加压对关节软骨⁹摩擦反应的影响而构建的，此后一直用于探索诸如去除软骨浅表区域的摩擦效应¹⁰，滑液¹¹的润滑作用，软骨磨损假设^5，6，30和滑膜对组织摩擦测量¹³等主题。.摩擦测试生物反应器可以在无菌条件下进行摩擦实验，为探索摩擦力如何影响活软骨和滑膜的机械生物学反应提供了一种新的机制。该设计可用作仿生生物反应器，以研究活关节组织的物理调节，以响应与双关节关节关节相关的应用生理负荷。

本研究提出了一种在一系列接触应力和不同润滑浴中进行滑膜软骨摩擦测试的配置。大多数关节的关节表面积在很大程度上是滑膜组织³¹。虽然滑膜在软骨上滑动不会发生在初级承重表面，但两个组织之间的摩擦相互作用可能仍然对组织水平修复和细胞机械转导具有重要意义。先前已经表明，位于滑膜内膜层上的成纤维细胞样滑膜细胞（FLS）具有机械敏感性，对流体诱导的剪切应力³²作出反应。还证明拉伸^33、34 和流体引起的剪切应力³⁵ 可调节 FLS 润滑剂的产生。因此，滑膜和软骨之间的直接滑动接触可以为滑膜中的常驻细胞提供另一种机械刺激。

只有少数关于滑膜摩擦系数的报告已经发表^31，36。Estell等人.¹³ 试图通过利用生物学相关的配合面来扩展先前的表征。由于摩擦测试设备能够测试活组织，因此可以模拟关节关节连接过程中的生理组织相互作用，以阐明接触剪切应力对滑膜细胞功能的作用及其对滑膜和软骨之间串扰的贡献。后者与关节炎和损伤后滑膜关节炎症的介导有关。由于软骨与滑膜和滑液的物理接近，滑液含有表现出多能能力的滑膜细胞，包括软骨发生，因此假设滑膜细胞通过植入关节表面在软骨稳态和修复中发挥作用。在这种情况下，软骨 -滑膜和滑膜-滑膜的物理接触和相互剪切可能会增加滑膜细胞对软骨损伤区域的可及性^{37，38，39，40}。利用滑膜软骨配置的研究不仅可以深入了解关节大组织力学和摩擦学，还可以带来维持关节健康的新策略。

研究方案

从当地屠宰场获得的幼年牛膝关节用于本研究。具有此类牛标本样本的研究不受哥伦比亚机构动物护理和使用委员会（IACUC）的约束。

1. 摩擦试验装置的设计

注:摩擦测试装置的示意图如图 1所示。该装置建在刚性底板上（未显示），底板用作结构支撑的平台。

1. 将步进电机连接到水平平移台（参见 材料表），创建一个双轴摩擦测试设备，该设备可向接触表面提供相互平移运动。
2. 在平移台上安装多轴称重传感器（参见 材料表）。安装的称重传感器将用于测量 z 方向 （F_n） 的法向载荷和 x 方向 （F_t） 的切向载荷。
3. 为平移载物台配备线性编码器（参见 材料表），以记录载物台的水平位移（u_x）。此外，在装载台上配备线性编码器（参见 材料表），以记录压板的垂直位移（u_z）。
   注:平移台编码器记录接触面的相对切向位移，该信息用于检测每个新的往复滑动周期的开始。
4. 将装载压板（顶部接触面）配置为玻璃、软骨或滑膜配合面。 通过 螺纹支撑杆将压板连接到装载台。
5. 将两部分磁性底座连接到称重传感器的顶部（参见 材料表）:（1）永久连接到称重传感器的固定底座和（2）磁性连接到固定底座的可拆卸底座。确保两个部分形成紧密的连接。
   注:可拆卸底座将固定平移配合面（底部接触面）。
6. 规定正常负荷。使用安装在负载压板和支撑杆上方的直线轴承上的自重。或者，使用音圈致动器指定载荷（参见 材料表），其可以动态地载荷底部接触面⁴¹。
7. 将设备安装在铝框亚克力外壳中（参见 材料表），以保护其环境免受污染。
   注意: 一个 自 定义 的 LabVIEW 程序 可 控制 设备 （参见 补充 编码 文件）， 用户 可 控制 每 个 测试 的 持续时间， 以及 载物台 行进路径、 加 速度 （方向 变化） 和 速度。在整个测试过程中，使用数据采集硬件和软件监控法向力、切向力、载物台位移和蠕变位移（参见 材料表）。

2. 试样制备和安装

1. 按照以下步骤准备无菌组织收获。
   注意:如果不需要无菌收获，请继续执行步骤 2.2。
   1. 在高压灭菌器中对金属工具进行灭菌。用70%乙醇喷洒接头支架，并将其置于生物安全柜（BSC）中。关闭机柜进行一次紫外线 （UV） 循环。
   2. 从高压灭菌器中检索工具。将工具，甜菜碱，无菌手术刀刀片和含有70%乙醇的烧杯放入平衡计分泌素中。
   3. 在平衡计分卡内部，打开工具并将其放入70%乙醇烧杯中。将手术刀刀片连接到手术刀手柄上。
   4. 准备接种以进行收获。用70%乙醇喷洒关节外部，并用铝箔包裹30分钟。注意不要破坏关节囊。
      注意:接受幼年牛膝关节，股骨和胫骨切开关节上下约15厘米，以确保胶囊完整。
   5. 30分钟后，将包裹的关节放在平衡计分卡内。打开铝箔并将接头固定在其支架上。通过在关节表面轻轻擦拭甜菜碱来覆盖甜菜碱的关节。
      注意:请参阅步骤 2.2 和步骤 2.3，分别了解滑膜特异性说明和软骨特异性说明。
2. 按照以下步骤收获幼牛滑膜。
   1. 使用环形支架固定胫股关节囊（参见 材料表），前侧朝向分离器。使用镊子和手术刀刀片，使用比胫骨上部高5-10厘米的水平切口（取决于关节大小）切断髌骨肌腱（图2A）。
   2. 用镊子握住脱落的髌腱。做两个V形的前后切口（图2B，C）。这些切口应该可以释放髌骨。
      注意:当关节开始开放时，注意不要切断前交叉韧带 （ACL）、后交叉韧带 （PCL）、内侧副韧带 （MCL）、外侧副韧带 （LCL） 和半月板。
   3. 旋转关节后面的髌骨或将其从关节上完全取下。小心地去除关节内侧和外侧滑膜浅表的组织以暴露滑膜。
   4. 使用手术刀刀片，追踪感兴趣的滑膜区域的轮廓。使用镊子，抓住滑膜的一端，轻轻抬起，将滑膜拉伸到下面的骨头远端。使用手术刀刀片从骨头上取下滑膜（图2D，E）。
   5. 将组织置于适当的培养基或测试浴液中。滑膜外植体可以培养用于所需的实验或安装并用于测试。
      注意:培养基/测试浴液可能因研究小组的偏好而异。有关用于本研究的定制材料，请参见 材料表。
3. 收获幼牛软骨（股骨塞和胫骨条）。
   1. 通过切断前交叉韧带、PCL、内侧副韧带和拼箱，将股骨与胫骨分开。注意不要切开股骨髁软骨或切开半月板到胫骨平台。将分离的组织放在各自的支架中进行解剖（步骤2.3.2用于股骨，步骤2.3.3用于胫骨）。
   2. 使用环形支架固定股骨。使用所需形状和大小的活检冲头，将器械垂直于股骨髁关节软骨表面，直到到达骨骼（图3A）。
      1. 通过向左向右移动冲头并向前向后移动来松开插头与骨骼的连接。在不移除冲头的情况下执行此操作。
         注意:当骨头与软骨分离时，可能会听到噼啪声。
      2. 从下面的骨头上取下冲头，从而取下塞子（图3B）。如有必要，请对髁上其余未触及的位置重复步骤 2.3.2、2.3.2.1 和 2.3.2.2。
         注:在准备将股骨塞安装到测试底座上时，可能需要将塞子的深侧剃平。这可以用箱形切割机或手术刀完成。
      3. 将组织置于适当的培养基或测试浴液中。股骨塞可以培养用于所需的实验，也可以安装并用于测试。
   3. 将胫骨固定在可调节的支架中（参见 材料表）。小心地去除半月板，同时避免与软骨表面接触（图4A）。
      1. 在胫骨平台的外缘，使用箱形切割器垂直于软骨向骨切。完全切开软骨，使边缘/侧面笔直（图4B）。开始切除距每个胫骨平台边缘约2毫米的切口，并去除多余的组织。对软骨的内缘进行评分（图4C）。
         注意:此时，骨骼需要在胫骨平台外缘的软骨下方可见。
      2. 在外边缘，使用箱形切割器在骨骼和软骨之间的界面处进行干净切割（图4D）。
         注意:切口必须与软骨表面平行，向内约5毫米，深度足以开始分离软骨和骨骼。
      3. 要从平台表面取下胫骨条，请在步骤2.3.3.2中切割的下方轻轻插入平头螺丝刀。轻轻旋转螺丝刀以松开软骨下的关节软骨（图4E）。
         注意:当骨头与软骨分离时，可能会听到噼啪声。
      4. 当样品松动时，慢慢向前推动螺丝刀，直到软骨条从骨头上脱落。将螺丝刀推向骨头，而不是软骨。在多个位置重复此过程，直到胫骨平台关节软骨从下层骨中完全移除（图4F）。
      5. 使用箱形切割机切割胫骨平台表面以产生所需尺寸和厚度的矩形样品。
         注意:对于本研究，切割了10 mm x 30 mm的条带，但可以根据所需的实验和测试设置改变此尺寸。
      6. 将组织置于适当的培养基或测试浴液中。胫骨条可以培养用于所需的实验或安装并用于测试。
      7. 如有必要，对第二胫骨平台重复步骤2.3.3.1-2.3.3.6。
4. 按照以下步骤安装滑膜和软骨。
   1. 如果需要，请选择胫骨条样品进行测试。
      注:该条带可作为底部配合面进行测试。
      1. 取下可拆卸磁性底座（参见 材料表），并将直径为60 mm的培养皿粘附到可拆卸底座的顶部表面。
      2. 将培养皿粘合到位后，将可拆卸底座连接到固定底座上，并标记培养皿以指示滑动方向。
      3. 将少量氰基丙烯酸酯（见 材料表）涂抹在培养皿的中心。将胫骨条与载物台的滑动方向对齐（如2.4.1.2培养皿上的标记所示）。将软骨条轻轻按压在盘子上。注意不要划伤软骨表面。
         注意:抽吸工具（参见 材料表）可以对软骨施加轻柔的压力，而不会损坏要进行摩擦测试的表面。
      4. 在摩擦试验机中将可拆卸的磁性底座（带有连接的软骨条）恢复到其配对的磁性固定底座。用所需的测试浴溶液填充培养皿。测试浴液必须完全覆盖软骨。
   2. 如果需要，请选择股骨软骨塞进行测试。
      注:插头可作为底部或顶部配合面进行测试。
      1. 如果股骨髁用作底部配合面，请取下可拆卸的磁性底座，并将直径为60毫米的培养皿胶粘到可拆卸底座的顶部表面。
         1. 将少量氰基丙烯酸酯涂抹在盘子的中心。轻轻地将软骨塞压在盘子上。
            注意:抽吸工具可以对软骨施加轻柔的压力，而不会损坏要进行摩擦测试的表面。
         2. 将可拆卸磁性底座（带有连接的软骨塞）恢复到摩擦测试仪中配对的磁性固定底座。用所需的测试浴溶液填充培养皿。测试浴液必须完全覆盖软骨。
      2. 如果股骨软骨用作顶部配合面，请从摩擦测试仪上取下负载压板和支撑杆。如有必要，请取下现有的压板，然后选择适合软骨安装的新压板。
         1. 将少量氰基丙烯酸酯涂在压板表面上。轻轻地将软骨塞压在压板上。
            注意:抽吸工具可以对软骨施加轻柔的压力，而不会损坏要进行摩擦测试的表面。
         2. 将装载压板（带有连接的软骨塞）和支撑杆恢复到摩擦测试仪上。调整装载压板的垂直高度，使软骨塞悬停在底部配合面上并浸没在测试槽中。如果需要，添加更多的测试浴液。
   3. 如果需要，选择要测试的滑膜样本。
      注:滑膜可以作为底部或顶部配合面进行测试。
      1. 如果将滑膜用作底部配合面，请取下可拆卸磁性底座，并将直径为60 mm的培养皿粘附到可拆卸底座的顶面。
         1. 将所需直径的定制加工的圆形丙烯酸硅胶柱粘附到培养皿的中心。
         2. 使用镊子，将滑膜放在柱子的顶部。为了固定滑膜，在其圆周上铺上一个O形圈（参见 材料表）。
         3. 使用镊子，轻轻拉动滑膜以拉伸示教组织并平放在O形圈下方。用手术剪刀修剪多余的组织。
         4. 在摩擦试验机中将可拆卸的磁性底座（连接有滑膜）恢复到其成对的磁性固定底座上。用所需的测试浴溶液填充培养皿。测试浴液必须完全覆盖滑膜。
      2. 如果将滑膜用作顶部配合面，请从摩擦试验机上取下加载压板和支撑杆。如有必要，请取下现有的压板，然后选择适合滑膜安装的新圆形压板。
         1. 使用镊子，将滑膜放在圆形压板的顶部。为了固定滑膜，在其周围展开一个O形圈。
         2. 使用镊子，轻轻拉动滑膜以拉伸示教组织并平放在O形圈下方。用手术剪刀修剪多余的组织。
         3. 将加载压板（带有连接的滑膜）和支撑杆恢复到摩擦试验仪上。调整装载压板的垂直高度，使滑膜悬停在底部配合面上并浸没在测试槽中。如果需要，添加更多的测试浴液。

3. 摩擦试验

注: 这些 测试 使用 了 一个 自 定义 的 LabVIEW 程序 和 相关 硬件 （参见 补充 编码 文件） 。请注意，自定义代码是在LabVIEW 2010上构建的，并已在相同的旧版本上进行维护。因此，代码可能与最新版本的软件不向前兼容。以下按钮删除线和用户界面引用将仅与自定义代码相关。如果使用其他软件版本，则可以通过修改代码来编写类似的自定义程序。

1. 将安装的试样（步骤2.4）插入摩擦试验装置中。
   注意:试样需要浸没在测试浴液中，但不得相互接触。
2. 打开软件程序并规定测试参数:载物台速度、载物台加速度、行驶路径（距离）和试验持续时间（图5）。
   1. 打开程序中的三个窗口: 模拟数据构建 MFDAQ、 初始化负载 PID 和 触发 动态 调用方。
   2. 通过按运行（白色箭头）按钮运行模拟数据构建MFDAQ窗口。
   3. 通过按运行（白色箭头）按钮运行初始化加载 PID 窗口。
   4. 导航到"触发动态调用方"窗口中的"步进器"选项卡。在用户输入框中指定转换阶段的加速度、速度和距离。
      注:距离值设置磨损轨道的半长。换句话说，载物台将在正负 x 方向上从指定的零位置（步骤 3.5）移动到设定的距离值。
   5. 在"步进"选项卡中，通过选择"步进时间索引"文件路径来指定测试持续时间。单击"时间状态"表右下角的"打开文件夹"按钮，然后选择文件。
   6. 在"音圈"选项卡中也指定测试持续时间。导航到"触发动态呼叫者"窗口中的"音圈"选项卡。与步骤 3.2.5 类似，通过单击"时间状态"表右下角的"打开文件夹"按钮选择"音圈索引"文件路径，然后选择该文件。持续时间必须与"步进"选项卡的持续时间匹配。
3. 规定正常负荷。如果使用自重，请将所需的砝码放在载荷压板上方的直线轴承上。确保施加的载荷加上装卸板和支撑杆的重量不超过称重传感器的额定容量。
4. 使用" 写入文件？" 框右侧的打开文件夹按钮选择数据存储的路径和文件名。使用".txt"扩展名保存文件。
5. 将底部配合面居中，置于顶部配合面下方。将其设置为零 x 位置。
   1. 通过按"运行"（白色箭头）按钮运行"触发动态调用方"窗口。在"步进"选项卡中，单击"主页"按钮将载物台移动到上次保存的零 x 位置。
   2. 如果配合面未对齐，则通过单击绿色的向左和向右箭头按钮来移动舞台。到达所需位置后，单击"零"按钮将当前舞台位置另存为新的零 x 位置。通过单击"停止"按钮停止"触发器动态调用方"窗口。
      注意:舞台位置只能在 "触发动态调用方"窗口运行时保存，但舞台尚未按照程序的指定移动。在步骤 3.5.1 中 按"运行 "（白色箭头）按钮将在阶段开始移动之前启动 15 秒的时间范围。使用此 15 秒的时间帧移动舞台并保存所需的零位置。
   3. 如果在第一次尝试时未获得所需的零 x 位置，请重复步骤 3.5.1。
      注:当用户将底部配合面移动到顶部配合面下方时，间歇性地按下"零"按钮以保存载物台位置可能会有所帮助。回想一下，单击"主页"按钮会将舞台移动到" 零 "按钮保存的最后一个位置。
6. 一旦顶部和底部配合面居中，通过启动载物台的循环运动来启动样品的摩擦测试。为此，请按"运行"（白色箭头）按钮运行"触发器动态调用方"窗口。
7. 一旦舞台移动，慢慢地使顶部配合面与底部接触。
   注:通过查看软件窗口中的 F_z 实时图（图5A），可以确认施加的载荷值。
8. 让测试运行，收集摩擦测试数据。
   注意:在步骤 3.5 期间记录的任何数据都将被覆盖。可以在 "触发动态调用方"窗口中查看实时迟滞（图 5C）。
9. 在所需的测试持续时间之后，通过按下 "停止 "按钮停止测试，然后通过抬起顶部配合面并将其与底部配合面脱离接触来卸载试样，从而停止测试。

4. 数据处理

注意:自定义 MATLAB 程序用于数据处理（请参见 补充编码文件）。代码 调用 自 定义 LabVIEW 代码 所 指定 的 输出 文件。

1. 使用自定义代码计算每个周期的摩擦系数和蠕变位移（随时间变化的组织变形）。
   1. 确保所有相关代码都保存在同一个文件夹中:"frictioncycle_fun"、"frictioncycle_Hysteresis_plot"、"frictioncycle_MU_plot"和"frictioncycle_run"。
      注意: 编写 这些 MATLAB 代码 是 为 与 上述 LabVIEW 代码 的 特定 输出 一起使用 而 编写 的。如果用户已创建自己的代码或已对此处描述的代码进行了修改，则可能需要编辑 MATLAB 脚本以适应这些更改。
   2. 打开 frictioncycle_run.m 文件。单击脚本中的 运行 （绿色箭头）按钮。选择要分析的原始数据文件和所需的 MATLAB 输出保存位置。
      注:根据测试持续时间，软件可能需要几分钟来处理数据。
2. 如果需要，对测试浴液的测试外植体和等分试样进行标准组织评估和培养基分析。

结果

软骨上的滑膜结构用于摩擦测试幼年牛外植体。滑膜安装在直径为10毫米的丙烯酸加载压板上，使得内膜层将与下面的软骨接触。胫骨条用作软骨配合面（图6A）。胫骨条的切割深度约为1.4 mm，尺寸为10 mm x 30 mm。将样品在37°C下在磷酸盐缓冲盐水（PBS）浴或牛滑液（SF）浴中测试1小时。SF浴由PBS和牛SF的50/50混合物组成。载物台加速度为100 mm/s²，载物台速度为1 mm/s，载?...

讨论

关节内存在动态机械环境，因为软骨受到压缩，拉伸和剪切力，以及流体静压和渗透压^44，45。虽然软骨是关节的主要承重组织，但滑膜也与软骨表面和自身在组织折叠的区域发生摩擦相互作用。软骨和滑膜之间的物理相互作用可能负责转移细胞并将间充质干细胞释放到关节环境中，提供潜在的细胞来源，以促进（有限的）关节软骨修复机制

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Aluminum foil	Reynolds Group Holdings	Reynolds Wrap	Sterile tissue harvest
Aluminum-framed acrylic enclosure	Custom made		Friction tester component
Autoclavable instant sealing sterilization pouches	Fisherbrand	01-812-54	Sterilization of tools
Autoclave	Buxton		Sterilization of tools
Beaker (250 mL)	Pyrex Vista	70000	Tissue harvest
Betadine (Povidone Iodine Prep Solution)	Medline Industries, LP	MDS093906	Sterile tissue harvest
Biological safety cabinet	Labconco	Purifier Logic+ Class II, Type A2 BSC	Sterile tissue harvest
Biospy punch	Steritool Inc.	50162	Tissue harvest
Box cutter	American Safety Razor Company	94-120-71	Tissue harvest
Circular acrylic-sillicone post (synovium)	Custom made		Tissue mounting
Culture media	Custom made		DMEM (Cat No. 11-965-118; Gibco) supplemented with 50 μg/mL L-proline (Cat. No. P5607; Sigma), 100 μg/mL sodium pyruvate (Cat. No. S8636; Sigma), 1% ITS (Cat. No. 354350; Corning), and 1% antibiotic–antimycotic (Cat. No. 15-240-062, Gibco)
Cyanoacrylate (Loctite 420 Clear)	Henkel	135455	Tissue mounting
Dead weights	OHAUS		Normal load
Ethanol 200 proof	Decon Labs, Inc.	2701	Dilute to 70 %
Fixed base	ThorLabs, Inc.	SB1T	Friction tester component
Forceps (synovium harvest)	Fine Science Tools	11019-12	Tissue harvest
Forceps (synovium mounting)	Excelta	3C-S-PI	Tissue mounting
Horizontal linear encoder (for translating stage)	RSF Electronics, Inc.	MSA 670.63	Friction tester component; system resolution of 1 µm
Hot glue gun and glue	FPC Corporation	Surebonder Pro 4000A	Tissue mounting
LabVIEW	National Instruments Corporation	LabVIEW  2010	Friction testing program
Load cell	JR3 Inc.	20E12A-M25B	Friction tester component; 0.0019 lbs resolution in x&y, 0.0038 lbs resolution in z
Loading platen	Custom made		Tissue mounting
O-ring	Parker	S1138AS568-009	Tissue mounting
Petri dish (60 mm)	Falcon	351007	Tissue mounting
PivotLok Work Positioner (tibia holder)	Industry Depot, Pivot Lok	PL325	Tissue harvest
Removable base	ThorLabs, Inc.	SB1B	Friction tester component
Ring stand			Tissue harvest
Scalpel blades	Havel's Inc.	FSC22	Tissue harvest
Scalpel handle	FEATHER Safety Razor Co., Ltd.	No. 4	Tissue harvest
Screwdriver	Wera	3334	Tissue harvest
Stage	JMAR		Friction tester component
Stepper motor	Oriental Motor Co., Ltd.	PK266-03B	Friction tester component
Suction tool	Virtual Industries, Inc.	PEN-VAC Vacuum Pen	Tissue mounting
Support rod	Custom made		Tissue mounting
Surgical scissors	Fine Science Tools	14061-09	Tissue mounting
Synovial fluid (bovine)	Animal Technologies, Inc.		Friction testing bath
Testing bath	Custom made		Phosphate-Buffered Saline (PBS) with protease inhibitors: 0.04% isothiazolone-base biocide (Proclin 950 Cat. No. 46878-U; Sigma) and 0.1% protease inhibitor - 0.05 M ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA (Cat. No. 0369; Sigma)
Tissue culture incubator	Fisher Scientific	Isotemp	Sterile culture
Vertical linear encoder (for loading stage)	Renishaw	T1031-30A	Friction tester component; 20 nm resolution
Voice coil actuator	H2W Technologies	NCC20-15-027-1RC	Friction tester component