El trabajo realizado para desarrollar este protocolo ha sido apoyado por los Institutos Nacionales de Salud [AR072609].

Principios y Protocolos de Pruebas Mecánicas para la Susceptibilidad a la Fractura Ósea

<ol>
	<li>Vesper, E. O., Hammond, M. A., Allen, M. R., Wallace, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Even+with+rehydration,+preservation+in+ethanol+influences+the+mechanical+properties+of+bone+and+how+bone+responds+to+experimental+manipulation.">Even with rehydration, preservation in ethanol influences the mechanical properties of bone and how bone responds to experimental manipulation.</a> Bone. 97, 49-53 (2017).</li><li>Jepsen, K. J., Silva, M. J., Vashishth, D., Guo, X. E., van der Meulen, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishing+biomechanical+mechanisms+in+mouse+models:+practical+guidelines+for+systematically+evaluating+phenotypic+changes+in+the+diaphyses+of+long+bones.">Establishing biomechanical mechanisms in mouse models: practical guidelines for systematically evaluating phenotypic changes in the diaphyses of long bones.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 30 (6), 951-966 (2015).</li><li>Eds Burr, D. B., Allen, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Basic and Applied Bone Biology. , (2019).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> microCT SkyScan 1272 User Manual. , (2018).</li><li>Kim, Y., Brodt, M. D., Tang, S. Y., Silva, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroCT+for+scanning+and+analysis+of+mouse+bones.">MicroCT for scanning and analysis of mouse bones.</a> Methods in Molecular Biology. 2230, 169-198 (2021).</li><li>Bouxsein, M. L., 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=Guidelines+for+assessment+of+bone+microstructure+in+rodents+using+micro-computed+tomography.">Guidelines for assessment of bone microstructure in rodents using micro-computed tomography.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 25 (7), 1468-1486 (2010).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Micro-CT specimen scanner, Centre for high-throughput phenogenomics. , (2023).</li><li>ASTM International. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard test method for flexural properties of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating materials by four-point bending. , (2020).</li><li>ASTM International. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard test methods for flexural properties of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating materials. , (2017).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bruker+microCT+NRecon:+An+overview.">Bruker microCT NRecon: An overview.</a> , (2023).</li></ol>

Los autores no tienen conflictos de intereses que declarar.

A lo largo del proceso de escaneo y prueba, hay momentos en los que la solución de problemas y la optimización son adecuadas. El primero de ellos ocurre cuando se escanean los huesos con μCT. Si bien muchos sistemas vienen con un soporte en el que se puede sostener y escanear un objeto, se pueden fabricar soportes personalizados para escanear varios huesos al mismo tiempo. El escaneo de varios huesos puede ser un punto excelente para la optimización, pero se debe tener precaución durante todo el proceso de escaneo y...

Las pruebas mecánicas del hueso son el método principal para extraer información funcional relacionada con la susceptibilidad de un hueso a las fracturas. En los estudios preclínicos, se pueden utilizar varias modalidades de prueba, pero la más común es, con mucho, la flexión de los huesos largos. Estas pruebas son fáciles de realizar y se pueden usar en huesos que varían en tamaño desde humanos hasta ratones. Dado que los ratones son uno de los animales más estudiados en la investigación preclínica, este protocolo se centrará en las pruebas de flexión realizadas en el fémur y las tibias de los ratones.
Antes de realizar las pruebas de flexión, los huesos deben cosecharse y almacenarse adecuadamente. Los métodos de almacenamiento más comunes han sido tradicionalmente la congelación de huesos en gasas empapadas en solución salina, la congelación en solución salina sola o la deshidratación de huesos en etanol 1. Se ha demostrado que los huesos almacenados en etanol tienen una mayor rigidez y módulo elástico y una disminución de los parámetros de deformación en comparación con los almacenados congelados1. Incluso la rehidratación de los huesos antes de la prueba no recupera estas propiedades a niveles normales 1. Almacenar sumergido en solución salina podría causar daño al hueso, ya que se ejerce presión a medida que la solución salina se expande. Además, se requeriría una descongelación completa de la solución para extraer los huesos para la exploración por microtomografía computarizada (μCT). En consecuencia, congelar los huesos recién cosechados en una gasa empapada en solución salina se ha convertido en el método de almacenamiento estándar y se recomienda a lo largo de este protocolo.
Debido a que el tamaño y la forma de un hueso afectan su fuerza de volumen y muchos modelos de enfermedades alteran significativamente el tamaño y la morfología del hueso, los principios de ingeniería se utilizan para normalizar los efectos del tamaño para producir propiedades que estimen el comportamientodel tejido. Este enfoque requiere una geometría de sección transversal de la ubicación de la falla, que se adquiere más comúnmente utilizando μCT para crear escaneos de los huesos antes de la prueba. μCT es ampliamente utilizado debido a su disponibilidad y alta resolución de imagen. Además, no se incluyen las contribuciones de tejidos blandos y la exploración no requiere fijación química u otras modificaciones en el hueso 3,4. En todas las formas de TC, una fuente de rayos X se enfoca en un objeto, mientras que un detector en el otro lado del objeto mide la energía de rayos X resultante. Esto produce una sombra de rayos X de la muestra que se puede convertir en una imagen 3,5. El objeto que se está escaneando se gira (o la fuente de rayos X y el detector se giran alrededor de la muestra), generando imágenes que se pueden reconstruir en un conjunto de datos tridimensionales que representa el objeto5.
La resolución de escaneo, es decir, la proximidad entre sí que pueden estar dos objetos y resolverse individualmente, se controla cambiando el tamaño nominal del vóxel o el tamaño de un píxel en la imagen resultante. En general, se acepta que los objetos deben tener al menos dos veces el tamaño de un solo vóxel para ser identificados3, pero una relación más alta permitirá una mayor precisión. Además, los vóxeles más grandes son más propensos a efectos de volumen parcial: cuando un solo vóxel contiene tejidos de diferentes densidades, se le asigna el promedio de estas densidades, en lugar de la densidad específica de un solo tejido, lo que puede conducir a una sobreestimación o subestimación de las áreas de tejido y la densidad mineral3. Si bien estos problemas se pueden mitigar eligiendo tamaños de vóxel más pequeños, el uso de una resolución más alta no garantiza la eliminación de los efectos de volumen parcial y puede requerir tiempos de escaneo más largos3. Cuando se escanean huesos ex vivo, generalmente se recomienda un tamaño de vóxel de 6-10 μm para evaluar con precisión la arquitectura trabecular de los huesos de ratón. Se puede usar un tamaño de vóxel más grande de 10-17 μm para el hueso cortical, aunque se debe usar el tamaño de vóxel razonable más pequeño. Este protocolo utiliza un tamaño de vóxel de 10 μm, que es lo suficientemente pequeño como para diferenciar las propiedades trabeculares clave y minimizar los efectos de volumen parcial sin un tiempo de escaneo extenso.
La energía de rayos X y los ajustes del filtro de energía también deben seleccionarse cuidadosamente, ya que la alta densidad mineral y el grosor del tejido óseo atenúan y alteran en gran medida el espectro de energía de rayos X transmitido. En general, se asume que debido a que el espectro de rayos X emitido es equivalente al espectro que sale del objeto6, el uso de rayos X de baja energía en objetos densos como el hueso puede conducir a un artefacto conocido como endurecimiento del haz7. Se recomienda un voltaje más alto de 50-70 kVp cuando se escanean muestras óseas para reducir la incidencia de estos artefactos5. Además, la inserción de un filtro de energía de aluminio o cobre crea un haz de energía más concentrado, lo que minimiza aún más los artefactos 4,7. Se utilizará un filtro de aluminio de 0,5 mm a lo largo de este protocolo.
Por último, el paso de rotación del escaneo y la longitud de rotación (por ejemplo, 180°-360°), controlan juntos el número de imágenes capturadas, lo que determina la cantidad de ruido en el escaneo final4. Promediar varios fotogramas en cada paso puede reducir el ruido, pero puede aumentar el tiempo de exploración4. Este protocolo utiliza un paso de rotación de 0,7 grados y un promedio de fotogramas de 2.
Una nota final sobre el escaneo: los maniquíes de calibración de hidroxiapatita deben escanearse utilizando la misma configuración de escaneo que los huesos experimentales para permitir la conversión de los coeficientes de atenuación a densidad mineral en g/cm35. Este protocolo utiliza maniquíes de 0,25 g/cm3 y 0,75 g/cm3 de hidroxiapatita, aunque existen diferentes maniquíes disponibles. Tenga en cuenta que algunos sistemas de escaneo utilizan maniquíes internos como parte de la calibración diaria del sistema.
Una vez que se completa el escaneo, las proyecciones angulares se reconstruyen en imágenes transversales del objeto, generalmente utilizando el software adjunto del fabricante. Cualquiera que sea el sistema que se utilice, es importante asegurarse de que todo el hueso se capture en la reconstrucción y que el umbral se establezca adecuadamente para permitir el reconocimiento del hueso frente al no hueso. Después de la reconstrucción, es fundamental rotar todas las exploraciones en tres dimensiones para que los huesos estén orientados de manera consistente y correctamente alineados con el eje transversal, nuevamente utilizando el software del fabricante.
Después de la rotación, se pueden seleccionar regiones de interés (ROI) para el análisis en función de si se desean propiedades corticales, propiedades trabeculares o geometría de fractura para la normalización mecánica. Para este último, los ROI deben seleccionarse después de la prueba midiendo la distancia desde el sitio de la fractura hasta un extremo del hueso y utilizando el tamaño del vóxel para determinar la ubicación de corte correspondiente en el archivo de escaneo. La región seleccionada debe tener al menos 100 μm de longitud, con el punto de fractura en el centro aproximado de la ROI, para proporcionar una estimación adecuada4.
Con los ROI seleccionados, se necesitan dos propiedades para la normalización mecánica (para calcular la tensión de flexión y la deformación): la distancia máxima desde el eje de flexión del neutro hasta la superficie donde se inicia la falla (se supone que es la superficie cargada en tensión, determinada por la configuración de la prueba) y el momento de inercia del área alrededor del eje neutro (también depende de la configuración de la prueba). Este protocolo recomienda el uso de un código personalizado para determinar estos valores. Para acceder al código, póngase en contacto directamente con el autor correspondiente o visite el sitio web del laboratorio en https://bbml.et.iupui.edu/ para obtener más información.
Una vez que se ha completado el escaneo μCT, pueden comenzar las pruebas mecánicas. Las pruebas de flexión se pueden realizar en configuraciones de cuatro o tres puntos. Se prefieren las pruebas de flexión de cuatro puntos, ya que eliminan la tensión de cizallamiento en el hueso entre los puntos de carga, lo que permite que se produzca una flexión pura en esta región3. El hueso se fracturará debido a la tensión, creando una falla que es más representativa de las verdaderas propiedades de flexión del hueso3. Sin embargo, el hueso debe cargarse de tal manera que entregue la misma carga en ambos puntos de carga (esto se puede facilitar con un cabezal de carga pivotante). En las pruebas de flexión de tres puntos, hay un gran cambio en la tensión de cizallamiento donde el punto de carga se encuentra con el hueso, lo que hace que el hueso se rompa en este punto debido al cizallamiento, no a la tensión3. Las normas ASTM recomiendan que los materiales que se someten a flexión deben tener una relación longitud-anchura de 16:1, lo que significa que la longitud del tramo de soporte debe ser 16 veces mayor que la anchura del hueso para minimizar los impactos del cizallamiento 8,9. Esto a menudo es imposible de lograr cuando se prueban huesos pequeños de roedores, por lo que el tramo de carga simplemente se hace lo más grande posible, pero con un cambio lo más pequeño posible en la forma de la sección transversal. Además, al realizar la flexión de cuatro puntos, la relación entre las longitudes del tramo inferior y superior debe ser de ~ 3: 18, lo que generalmente se puede lograr en la tibia, pero es difícil en el fémur más corto. Además, las paredes corticales más delgadas de los fémures los hacen susceptibles a la deformación de tipo anillo que cambia la forma de la sección transversal del hueso durante la prueba (esto se puede acentuar en las pruebas de cuatro puntos, ya que se requiere una mayor fuerza para inducir el mismo momento de flexión en comparación con la flexión de tres puntos). Por lo tanto, la flexión de tres puntos se utilizará para el fémur de ratón, mientras que la flexión de cuatro puntos se utilizará para las tibias a lo largo de este protocolo.
Por último, es importante potenciar adecuadamente el estudio para el análisis estadístico. Una recomendación general para los ensayos mecánicos es tener un tamaño de muestra de 10-12 huesos por grupo experimental para poder detectar diferencias, ya que algunas propiedades mecánicas, especialmente los parámetros postrendimiento, pueden ser muy variables. En algunos casos, esto puede significar comenzar con un tamaño de muestra animal más alto debido al desgaste que podría ocurrir durante el estudio. El análisis del tamaño de la muestra utilizando los datos existentes debe completarse antes de intentar un estudio.
Existen numerosas limitaciones y suposiciones, pero las pruebas de flexión pueden proporcionar resultados bastante precisos, especialmente cuando las diferencias relativas entre los grupos son de interés. Estas propiedades, junto con el análisis de la arquitectura trabecular y la morfología cortical, pueden proporcionar una mejor comprensión de los estados de la enfermedad y los regímenes de tratamiento. Si se tiene cuidado con los aspectos del experimento que están bajo nuestro control (por ejemplo, la recolección, el almacenamiento, el escaneo y las pruebas), podemos estar seguros de que se han generado resultados precisos.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>CTAn</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>NA</td>
			<td>CT Scan Analysis Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DataViewer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>NA</td>
			<td>CT Scan Rotation Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrix Laboratory (MATLAB) 2023a</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td>NA</td>
			<td>Coding platform used for data analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NRecon</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>NA</td>
			<td>CT Scan Reconstruction software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SKYSCAN 1272-100 kV w/ 16 MP CCD detector, incl 3D Suite Software&#160;&#160;</td>
			<td>Micro Photonics Inc</td>
			<td>SKY-016814</td>
			<td>Micro-CT system that can non-destructively visualize up to 209 mPs in every virtual slice through an object&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

practical considerations for the design, execution, and interpretation of studies involving whole-bone bending tests of rodent bones

La fragilidad esquelética que conduce a la fractura es una crisis de salud pública estadounidense que resulta en 1.5 millones de fracturas cada año y $18 mil millones en costos de atención directa. La capacidad de comprender los mecanismos subyacentes a la enfermedad ósea y la respuesta al tratamiento no solo es deseable, sino fundamental. Las pruebas mecánicas del hueso sirven como una técnica valiosa para comprender y cuantificar la susceptibilidad de un hueso a la fractura. Si bien este método parece simple de realizar, se puede llegar a conclusiones inapropiadas e inexactas si el usuario no tiene en cuenta los supuestos rectores y los pasos clave. Esto se ha observado en todas las disciplinas, ya que se siguen publicando estudios con un mal uso de los métodos y una interpretación incorrecta de los resultados. Este protocolo servirá como una introducción a los principios asociados con las pruebas mecánicas junto con la aplicación de estas técnicas, desde las consideraciones del tamaño de la muestra, pasando por la recolección y el almacenamiento de tejidos, hasta el análisis y la interpretación de los datos. Con esto en la mano, se puede obtener información valiosa sobre la susceptibilidad de un hueso a la fractura, lo que aumenta la comprensión tanto para la investigación académica como para las soluciones clínicas.

Mechanical testing of bone is the primary method to extract functional information related to a bone&#39;s susceptibility to fracture. In preclinical studies, several testing modalities can be used but by far the most common is the bending of long bones. These tests are easy to perform and can be used on bones ranging in size from human to mouse. As mice are one of the most commonly studied animals in preclinical research, this protocol will focus on bending tests performed on the femora and tibiae of mice.
Prior to performing bending tests, bones must be properly harvested and stored. The most common storage methods have traditionally been freezing bones in saline-soaked gauze, freezing in saline alone, or dehydrating bones in ethanol 1. Bones stored in ethanol have been shown to have increased stiffness and elastic modulus and decreased deformation parameters versus those stored frozen1. Even rehydrating the bones prior to testing does not recover these properties back to normal levels 1. Storing submerged in saline could cause damage to the bone since pressure is exerted as the saline expands. In addition, a complete thaw of the solution would be required to remove the bones for microcomputed tomography (&#181;CT) scanning. Consequently, freezing freshly harvested bones in saline-soaked gauze has become the standard storage method and is recommended throughout this protocol.
Because the size and shape of a bone affect its bulk strength and many disease models significantly alter bone size and morphology, engineering principles are used to normalize away the effects of size to produce properties that estimate the behavior of the tissue2. This approach requires cross-sectional geometry of the failure location, which is most commonly acquired using &#181;CT to create scans of the bones prior to testing. &#181;CT is widely used due to its availability and high image resolution. Moreover, contributions of soft tissue are not included, and scanning does not require chemical fixation or other modifications to the bone3,4. In all forms of CT, an X-ray source is focused on an object while a detector on the other side of the object measures the resulting X-ray energy. This produces an X-ray shadow of the sample that can be converted into an image3,5. The object being scanned is rotated (or the X-ray source and detector are rotated around the sample), generating images that can be reconstructed into a three-dimensional data set representing the object5.
Scan resolution, or how close together two objects can be and still be resolved individually, is controlled by changing the nominal voxel size or the size of a pixel in the resulting image. It is generally accepted that objects must be at least two times the size of a single voxel to be identified3, but a higher ratio will allow for improved precision. Further, larger voxels are more prone to partial volume effects: when a single voxel contains tissues of varying densities, it is assigned the average of these densities, rather than the specific density of a single tissue, which may lead to an over- or under-estimation of tissue areas and mineral density3. While these issues can be mitigated by choosing smaller voxel sizes, using a higher resolution does not ensure the elimination of partial volume effects and may require longer scan times3. When scanning bones ex vivo, a voxel size of 6-10 &#181;m is generally recommended to accurately assess the trabecular architecture of mouse bones. A larger voxel size of 10-17 &#181;m can be used for cortical bone, although the smallest reasonable voxel size should be used. This protocol uses a 10 &#181;m voxel size, which is small enough to differentiate key trabecular properties and minimize partial volume effects without extensive scan time.
X-ray energy and energy filter settings must also be selected carefully, as the high mineral density and thickness of bone tissue greatly attenuates and alters the transmitted X-ray energy spectrum. It is generally assumed that because the emitted X-ray spectrum is equivalent to the spectrum that exits the object6, using low-energy X-rays on dense objects such as bone can lead to an artifact known as beam hardening7. A higher voltage of 50-70 kVp is recommended when scanning bone samples to reduce the incidence of these artifacts5. In addition, inserting an aluminum or copper energy filter creates a more concentrated energy beam, further minimizing artifacts4,7. A 0.5 mm aluminum filter will be used throughout this protocol.
Finally, the scan rotation step and rotation length (e.g., 180&#176;-360&#176;), together control the number of images captured, which determines the amount of noise in the final scan4. Averaging multiple frames in each step can reduce noise but may increase scan time4. This protocol uses a rotation step of 0.7 degrees and a frame averaging of 2.
One final note about scanning: hydroxyapatite calibration phantoms should be scanned using the same scan settings as the experimental bones to enable the conversion of attenuation coefficients to mineral density in g/cm35. This protocol uses phantoms of 0.25 g/cm3 and 0.75 g/cm3 of hydroxyapatite, although different phantoms are available. Note that some scanning systems use internal phantoms as part of daily system calibration.
Once scanning is complete, the angular projections are reconstructed into cross-sectional images of the object, typically using the manufacturer&#39;s accompanying software. Whatever system is used, it is important to ensure that the whole bone is captured in the reconstruction and that thresholding is set appropriately to allow for the recognition of bone versus non-bone. After reconstruction, it is critical to rotate all scans in three dimensions so that bones are oriented consistently and properly aligned with the transverse axis, again using the manufacturer&#39;s software.
Following rotation, regions of interest (ROI) for analysis may be selected based on whether cortical properties, trabecular properties, or fracture geometry for mechanical normalization are desired. For the latter, ROIs should be selected after testing by measuring the distance from the fracture site to one end of the bone and using voxel size to determine the corresponding slice location in the scan file. The selected region should be at least 100 &#181;m in length, with the fracture point at the approximate center of the ROI, to provide adequate estimation4.
With ROIs selected, two properties are needed for mechanical normalization (to calculate bending stress and strain): the maximum distance from the neutral bending axis to the surface where failure is initiated (assumed to be the surface loaded in tension, determined by the testing setup), and the area moment of inertia around the neutral axis, (also dependent on testing setup). This protocol recommends the use of a custom code to determine these values. For access to the code, contact the corresponding author directly or visit the lab website at&#160;https://bbml.et.iupui.edu/ for more information.
Once &#181;CT scanning has been completed, mechanical testing can begin. Bending tests can be performed in either four-point or three-point configurations. Four-point bending tests are preferred as they eliminate shear stress in the bone between loading points, allowing for pure bending to occur in this region3. The bone will then fracture due to tension, creating a failure that is more representative of the true bending properties of the bone3. However, the bone must be loaded in such a way as to deliver the same load at both loading points (this can be facilitated with a pivoting loading head). In three-point bending tests, there is a large change in shear stress where the load point meets the bone, which causes the bone to break at this point due to shear, not tension3. ASTM standards recommend materials undergoing bending should have a length-to-width ratio of 16:1, meaning the length of the support span should be 16 times larger than the width of the bone to minimize impacts of shear8,9. This is often impossible to achieve when testing small rodent bones, so the loading span is simply made as large as possible but with as small of a change in cross-sectional shape as possible. Moreover, when performing four-point bending, the ratio between the lengths of the lower and upper span should be ~3:18, which can usually be achieved in the tibia, but it is difficult in the shorter femur. In addition, the thinner cortical walls of femurs make them susceptible to ring-type deformation which changes the shape of the bone cross-section during the test (this can be accentuated in four-point tests as a greater force is required to induce the same bending moment compared to three-point bending). Therefore, three-point bending will be utilized for mouse femora while four-point bending will be used for tibiae throughout this protocol.
Finally, it is important to properly power the study for statistical analysis. A general recommendation for mechanical testing is to have a sample size of 10-12 bones per experimental group to be able to detect differences, as some mechanical properties, especially postyield parameters, can be highly variable. In some cases, this may mean starting with a higher animal sample size given attrition that could occur during the study. Sample size analysis using existing data should be completed prior to attempting a study.
There are numerous limitations and assumptions, but bending tests can provide quite accurate results, especially when relative differences between groups are of interest. These properties, together with the analysis of trabecular architecture and cortical morphology, can provide better insight into disease states and treatment regimens. If care is taken with those aspects of the experiment that are in our control (e.g., harvesting, storing, scanning, and testing), we can feel confident that accurate results have been generated.

Autor destacado: Mejora de la precisión y la reproducibilidad en las pruebas de flexión de hueso entero 

Consideraciones prácticas para el diseño, la ejecución y la interpretación de estudios que involucran ensayos de flexión de huesos enteros de huesos de roedores

The current experimental challenges of bending tests include:Consistent placing of the bones in the same orientation, documenting the break progress of the bone during the test, and interpretation of complex results. Our protocol provides a guide not only for the testing procedure and data analysis for whole-bone bending tests, but also for sample preparation and storage. And this is the first instance where the entire protocol has been presented.Whole-bone mechanical testing is a quick and simple method to obtain measures of bone fracture susceptibility when compared to other testing methods.

Una vez finalizada la tomografía computarizada, la mayoría de las exploraciones inadecuadas pueden detectarse en la reconstrucción. A menudo, los escaneos deficientes tendrán una alta compensación de desalineación que es un claro indicador de un error durante el escaneo. Sin embargo, pueden producirse errores en otros pasos y también podrían dar lugar a datos inexactos. Estos errores a menudo se pueden detectar a medida que se examinan las propiedades arquitectónicas calculadas individuales. Si los valores caen ...

Watch this Scientific Journal Video about Enhancing Accuracy and Reproducibility in Whole Bone Bending Tests at JoVE.com

Las pruebas mecánicas de huesos de roedores son un método valioso para extraer información sobre la susceptibilidad de un hueso a las fracturas. Al carecer de una comprensión práctica adecuada, los resultados pueden sobreinterpretarse o carecer de validez. Este protocolo servirá como guía para garantizar que las pruebas mecánicas se realicen con precisión para proporcionar datos válidos y funcionales.

Skeletal fragility leading to fracture is an American public health crisis resulting in 1.5 million fractures each year and $18 billion in direct care ...

Los desafíos experimentales actuales de las pruebas de flexión incluyen:Colocación consistente de los huesos en la misma orientación, documentación del progreso de la rotura del hueso durante la prueba e interpretación de resultados complejos. Nuestro protocolo proporciona una guía no solo para el procedimiento de prueba y el análisis de datos para las pruebas de flexión de hueso entero, sino también para la preparación y el almacenamiento de muestras. Y esta es la primera instancia en la que se ha presentado el protocolo completo.La prueba mecánica de hueso entero es un método rápido y sencillo para obtener medidas de susceptibilidad a la fractura ósea en comparación con otros métodos de prueba.

practical-considerations-for-design-execution-interpretation-studies

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Practical Considerations for the Design, Execution, and Interpretation of Studies Involving Whole-Bone Bending Tests of Rodent Bones

575 vistas.  Indiana University-Purdue University Indianapolis. Los desafíos experimentales actuales de las pruebas de flexión incluyen:Colocación consistente de los huesos en la misma orientación, documentación del progreso de la rotura del hueso durante la prueba e interpretación de resultados complejos. Nuestro protocolo proporciona una guía no solo para el procedimiento de prueba y el análisis de datos para las pruebas de flexión de hueso entero, sino también para la preparación y el almacenamiento de muestras. Y esta es la primera instanci...