מימון מהחברות אמריקאיות והבינלאומית של ביומכניקה סופק למחקר זה.

<ol>
	<li>Chandler, R. F., Clauser, C. E., McConville, J. T., Reynolds, H. M., Young, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+the+inertial+properties+of+the+human+body.">Investigation of the inertial properties of the human body.</a> Pamphlets DOT HS-801 430 and AMRL. , (1975).</li><li>Clauser, C. E., McConville, J. T., Young, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Weight, Volume, and Center of Mass of Segments of the Human Body. AMRL Technical Report. , 60-70 (1969).</li><li>Dempster, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Space+requirements+of+the+seated+operator.">Space requirements of the seated operator.</a> , 55-159 (1955).</li><li>Hinrichs, R. N., 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=Regression+equations+to+predict+segmental+moments+of+inertia+from+anthropometric+measurements:+an+extension+of+the+data+of+Chandler+et.">Regression equations to predict segmental moments of inertia from anthropometric measurements: an extension of the data of Chandler et.</a> J Biomech. 18, 621-624 (1985).</li><li>Hinrichs, R. N., 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=Adjustments+to+the+segment+center+of+mass+proportions+of+Clauser+et+al.">Adjustments to the segment center of mass proportions of Clauser et al.</a> J Biomech. 23, 949-951 (1990).</li><li>Hanavan Jr, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mathematical+model+of+the+human+body+Amrl-Tr-64-102.">A mathematical model of the human body Amrl-Tr-64-102.</a> AMRL Technical Report. 18, 1-149 (1964).</li><li>Hatze, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mathematical+model+for+the+computational+determination+of+parameter+values+of+anthropomorphic+segments.">A mathematical model for the computational determination of parameter values of anthropomorphic segments.</a> J Biomech. 13, 833-843 (1980).</li><li>Leva, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adjustments+to+Zatsiorsky-Seluyanov's+segment+inertia+parameters.">Adjustments to Zatsiorsky-Seluyanov's segment inertia parameters.</a> J Biomech. 29, 1223-1230 (1996).</li><li>Durkin, J. L., Dowling, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+body+segment+parameter+differences+between+four+human+populations+and+the+estimation+errors+of+four+popular+mathematical+models.">Analysis of body segment parameter differences between four human populations and the estimation errors of four popular mathematical models.</a> J Biomech Eng. 125, 515-522 (2003).</li><li>Durkin, J. L., Dowling, J. J., Andrews, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+measurement+of+body+segment+inertial+parameters+using+dual+energy+X-ray+absorptiometry.">The measurement of body segment inertial parameters using dual energy X-ray absorptiometry.</a> J Biomech. 35, 1575-1580 (2002).</li><li>Jensen, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimation+of+the+biomechanical+properties+of+three+body+types+using+a+photogrammetric+method.">Estimation of the biomechanical properties of three body types using a photogrammetric method.</a> J Biomech. 11, 349-358 (1978).</li><li>Martin, P. E., Mungiole, M., Marzke, M. W., Longhill, 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=The+use+of+magnetic+resonance+imaging+for+measuring+segment+inertial+properties.">The use of magnetic resonance imaging for measuring segment inertial properties.</a> J Biomech. 22, 367-376 (1989).</li><li>Mungiole, M., Martin, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+segment+inertial+properties:+comparison+of+magnetic+resonance+imaging+with+existing+methods.">Estimating segment inertial properties: comparison of magnetic resonance imaging with existing methods.</a> J Biomech. 23, 1039-1046 (1990).</li><li>Zatsiorsky, V. M., Seluyanov, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mass+and+inertia+characteristics+of+the+main+segments+of+the+human+body.">The mass and inertia characteristics of the main segments of the human body.</a> Biomechanics VIII-B. , 1152-1159 (1983).</li><li>Zatsiorsky, V. M., Seluyanov, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanics+IX-B.">Biomechanics IX-B.</a> Human Kinetics. , (1985).</li><li>Challis, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precision+of+the+Estimation+of+Human+Limb+Inertial+Parameters.">Precision of the Estimation of Human Limb Inertial Parameters.</a> Journal of Applied Biomechanics. 15, 418-428 (1999).</li><li>Challis, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+Human+Limb+Moment+of+Inertia+Estimations+and+Their+Influence+on+Resultant+Joint+Moments.">Accuracy of Human Limb Moment of Inertia Estimations and Their Influence on Resultant Joint Moments.</a> Journal of Applied Biomechanics. 12, 517-530 (1996).</li><li>Challis, J. H., Kerwin, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+the+uncertainties+in+resultant+joint+moments+computed+in+a+dynamic+activity.">Quantification of the uncertainties in resultant joint moments computed in a dynamic activity.</a> J Sports Sci. 14, 219-231 (1996).</li><li>Hunter, J. P., Marshall, R. N., McNair, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Segment-interaction+analysis+of+the+stance+limb+in+sprint+running.">Segment-interaction analysis of the stance limb in sprint running.</a> J Biomech. 37, 1439-1446 (2004).</li><li>Lin-Chan, S. J., 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=The+effects+of+added+prosthetic+mass+on+physiologic+responses+and+stride+frequency+during+multiple+speeds+of+walking+in+persons+with+transtibial+amputation.">The effects of added prosthetic mass on physiologic responses and stride frequency during multiple speeds of walking in persons with transtibial amputation.</a> Arch Phys Med Rehabil. 84, 1865-1871 (2003).</li><li>Mattes, S. J., Martin, P. E., Royer, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Walking+symmetry+and+energy+cost+in+persons+with+unilateral+transtibial+amputations:+matching+prosthetic+and+intact+limb+inertial+properties.">Walking symmetry and energy cost in persons with unilateral transtibial amputations: matching prosthetic and intact limb inertial properties.</a> Arch Phys Med Rehabil. 81, 561-568 (2000).</li><li>Smith, J. D., Martin, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short+and+longer+term+changes+in+amputee+walking+patterns+due+to+increased+prosthesis+inertia.">Short and longer term changes in amputee walking patterns due to increased prosthesis inertia.</a> J Prosthet Orthot. 23, 114-123 (2011).</li><li>Smith, J. D., Martin, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+prosthetic+mass+distribution+on+metabolic+costs+and+walking+symmetry.">Effects of prosthetic mass distribution on metabolic costs and walking symmetry.</a> J Appl Biomech. 29, 317-328 (2013).</li><li>Czerniecki, J. M., Gitter, A., Munro, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Joint+moment+and+muscle+power+output+characteristics+of+below+knee+amputees+during+running:+the+influence+of+energy+storing+prosthetic+feet.">Joint moment and muscle power output characteristics of below knee amputees during running: the influence of energy storing prosthetic feet.</a> J Biomech. 24, 63-75 (1991).</li><li>Miller, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resultant+lower+extremity+joint+moments+in+below-knee+amputees+during+running+stance.">Resultant lower extremity joint moments in below-knee amputees during running stance.</a> J Biomech. 20, 529-541 (1987).</li><li>Vanicek, N., Strike, S., McNaughton, L., Polman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+patterns+in+transtibial+amputee+fallers+vs.+non-fallers:+Biomechanical+differences+during+level+walking.">Gait patterns in transtibial amputee fallers vs. non-fallers: Biomechanical differences during level walking.</a> Gait &amp; Posture. 29, 415-420 (2009).</li><li>Royer, T., Koenig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Joint+loading+and+bone+mineral+density+in+persons+with+unilateral,+trans-tibial+amputation.">Joint loading and bone mineral density in persons with unilateral, trans-tibial amputation.</a> Clin Biomech. 20, 1119-1125 (2005).</li><li>Underwood, H. A., Tokuno, C. D., Eng, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+two+prosthetic+feet+on+the+multi-joint+and+multi-plane+kinetic+gait+compensations+in+individuals+with+a+unilateral+trans-tibial+amputation.">A comparison of two prosthetic feet on the multi-joint and multi-plane kinetic gait compensations in individuals with a unilateral trans-tibial amputation.</a> Clin Biomech. 19, 609-616 (2004).</li><li>Sjodahl, C., Jarnlo, G. B., Soderberg, B., Persson, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinematic+and+kinetic+gait+analysis+in+the+sagittal+plane+of+trans-femoral+amputees+before+and+after+special+gait+re-education.">Kinematic and kinetic gait analysis in the sagittal plane of trans-femoral amputees before and after special gait re-education.</a> Prosthet Orthot Int. 26, 101-112 (2002).</li><li>Bateni, H., Olney, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinematic+and+kinetic+variations+of+below-knee+amputee+gait.">Kinematic and kinetic variations of below-knee amputee gait.</a> Journal of Prosthetics and Orthotics. 14, 2-12 (2002).</li><li>Buckley, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+adaptations+of+transtibial+amputee+sprinting+in+athletes+using+dedicated+prostheses.">Biomechanical adaptations of transtibial amputee sprinting in athletes using dedicated prostheses.</a> Clin Biomech. 15, 352-358 (2000).</li><li>Yack, H. J., Nielsen, D. H., Shurr, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetic+patterns+during+stair+ascent+in+patients+with+transtibial+amputations+using+three+different+prostheses.">Kinetic patterns during stair ascent in patients with transtibial amputations using three different prostheses.</a> Journal of Prosthetics and Orthotics. 11, 57-62 (1999).</li></ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

כדי לכמת את הכוחות משותפים שנוצר ורגעים במהלך תנועה, יש צורך במודל דינמיקה ההפוכה של המערכת של עניין בעבודה עם נתונים אמפיריים. לביומכניקה בגפיים תחתונה, דגמי דינמיקה הפוכות בדרך כלל מייצגים את הרגל, שוק, ירך וגופים קשיחים כ. קלט עבור דגמים אלה מגיעים משלושה מקורות עיקריים: א) קינמטיקה תנועה, ב) כוחות תגובת קרקע, וג) anthropometrics מגזר ותכונות אינרציה. נתוני תנועה נאספים עם מגוון רחב של מערכות ניתוח תנועה, אבל כל המערכות בעצם מספקות קינמטיקה הבסיסית של התנועה (מיקום, מהירות, ותאוצה). כוחות תגובת קרקע נאספים עם צלחת כוח ולספק את כוחות המגע הפועלים על הרגליים. Anthropometrics הם מדידות שנלקחו ישירות מהגוף באמצעות שליטים, קלטות גמישות, ו / או מחוגה. מדידות אנתרופומטריות אלה משמשות כדי להעריך את תכונות אינרציה של מגזרי הגוף משמשים בdynami ההפוךcs מנתח. תכונות אינרציאליות כוללות מסה, מרכז מסת מיקום (COM) ומומנט התמד (משרד הפנים) של המגזר ביחס לציר דרך COM המגזר או הפרוקסימלי או משותף דיסטלי. מתודולוגיות וציוד המשמשים לאיסוף נתוני תנועה וכוח תגובת קרקע דומות בין קבוצות מחקר, אך הערכות אינרציה של מגזרי גוף יכולות להשתנות במידה רבה בין חוקרים תלוי באיזה שיטת החוקר בוחר להערכת מאפייני אינרציה אלה. טכניקות שונות זמינות להערכת תכונות האינרציה של מגזר גוף אדם בשלמותה באופן מלא כוללות: 1) משוואות רגרסיה המבוססות על נתונים פגר 1-5, 2) טכניקות מודלים מתמטיים (כלומר, מודלים גיאומטריים) 6,7, וסריקה 3) והדמיה 8-15. רבים של טכניקות אלה דורשים מדידות ישירות מהגוף, אבל זה בעבר כבר הראה כי ללא קשר לשיטת האמידה בשימוש, הדיוק של צינוק גוףהערכות אינרציה ment המבוססות על שיטות אלו היא גבוהים 16. כמו כן, הוכח שיש להם טעויות באומדנים של תכונות אינרציה של מגזרי גוף שלמים השפעה מינימאלית על בהירויות רגעים משותפים שנוצר במהלך ההליכה 17,18. רגעים משותפים מושפעים במידה רבה יותר על ידי כוחות תגובת קרקע, מרכז מקומות לחץ, אורכי זרוע רגע, וקינמטיקה קטע 17-19. לכן, אין זה מפתיע כי שיטות להערכת מאפייני אינרציה של מגזרי גוף משתנות במידה רבה על פני הספרות בעת שימוש באנשים כשירים כפי שנמסרו למשתתפי מחקר שטעויות קטנות בהערכות אלה עשויים להיות להם השפעה מועטת על תוצאות של המחקר. רבים מהערכות אינרציה אלה עבור פלח גוף שלם במלואו משמשים לעתים קרובות להערכת תכונות האינרציה של תותבות לקטועי גפיים בגפיים התחתונים. תותבות גפיים התחתונות מודרניות מיוצרים באמצעות חומרים קלים resulting בגפיים תותבים שהם הרבה יותר קלים מאשר בגפיים הם מחליפים. התוצאה היא חוסר סימטריה בין אינרציה האיבר תותב וגפיים ללא פגע. בהשוואה עם שוק טיפוסי שלם ורגל, המסה של תותבת מתחת לברך ואיבר שיורי הוא כ 35% פחות ויש לו מרכז המסה ממוקם כ 35% קרוב יותר לברך המשותפת 20-23. המוני והפצה המונית הפרוקסימלי יותר של האיבר תותב התחתונים מייצר גם רגע הרבה יותר נמוך (~ 60%) ביחס אינרציה למפרק הברך לאיבר תותב בהשוואה לזו של השוק וכף רגל בשלמותה. למרות שהחוקרים 24,25 הציעו בעבר כי שימוש באומדני אינרציה ללא פגע לאיבר תותב יש השפעה מועטת על הערכות הקינטית משותפות, השוואות אלה התמקדו ברגעים משותפים שנוצר במהלך שלב העמדה של הליכה, שבו כוח תגובת הקרקע שולט ברגע מיוצר ב משותף. במהלך נדנדה, שבו כוחות תגובת קרקע אינם נוכחים,מאפייני אינרציה מופחתים של התותבת יש סיכוי גבוה יותר להשפיע על הערכות של רגעים משותפים שנוצר. בהתחשב בכך שחלק מהחוקרים למשל, 26-32 לנצל תכונות אינרציה קטע שלמות כדי לייצג את מאפייני אינרציה תותבות ואחרים למשל 21-23 מאפייני אינרציה תותב הערכה ישירות, חשוב להבין את ההשפעה של השיטות שנבחרו להערכת תכונות האינרציה של התותבת . צמצום הזמן הנדרש למדידת תכונות אינרציה של התותבת היה שיקול חשוב בהתפתחותה של הטכניקה שלנו. בטכניקה המוצגת כאן התותבת נותרה בשלמותה באופן מלא לכל המדידות כדי לקצר את זמני מדידה ולהימנע מכל פעמים נוספות הקשורות ליישר את התותבת לאחר מדידה. לפיכך, מטרתו של מחקר זה הייתה כפול: 1) מדגים טכניקה שניתן להשתמש בם באופן ישיר להעריך את תכונות אינרציה של abתותבת elow הברך, ו 2) בניגוד ההשפעות של הטכניקה ושהציעה להשתמש במאפייני אינרציה איבר שלם על הערכות הקינטית משותפות בזמן הליכה בקטועי גפיים חד צדדיים, transtibial. זה היה שיערו כי בהירויות הקינטית משותפות הן גדולות יותר כאשר תכונות אינרציה של השוק וכף הרגל בשלמותה משמשות כהערכות אינרציה לתותב בהשוואה למדידה ישירה של תכונות אינרציה התותבת.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:216px;">Oscillation Rack &#38; Reaction Board</td>
			<td style="width:144px;">Custom Built</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Outer cage made from 80/20 aluminum, inner cage from various thicknesses of solid of aluminum.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Laboratory scale</td>
			<td style="width:144px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">NI LabView</td>
			<td style="width:144px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Software for recording TTL pulses from infrared photocell.</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">BNC-1050</td>
			<td style="width:144px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">BNC Breakout box with direct pin connections to the data acquisition card</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:216px;">MATLAB</td>
			<td style="width:144px;">Mathworks Inc.</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Software for processing oscillation and reaction board data to predict inertial properties of prosthesis.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

oscillation and reaction board techniques for estimating inertial properties of a below-knee prosthesis

מטרתו של מחקר זה הייתה כפול: 1) מדגים טכניקה שניתן להשתמש בם כדי להעריך באופן ישיר את מאפייני האינרציה של תותבת מתחת לברך, ו2) בניגוד ההשפעות של הטכניקה ושהציעה להשתמש במאפייני אינרציה איבר שלם על הערכות הקינטית משותפות בזמן הליכה בקטועי גפיים חד צדדיים, transtibial. מערכת תנודה ותגובת המועצה קבלה תוקף והוצגה להיות אמין במדידת תכונות אינרציה של מוצקים גיאומטריים ידועים. כאשר מדידה ישירה של תכונות אינרציה של התותבת שימשו בדוגמנות דינמיקה ההפוכה של הגפיים התחתונים בהשוואה להערכות אינרציה המבוססות על שוק וכף רגל בשלמותה, קינטיקה המשותפת בירך והברך היתה נמוכה משמעותי במהלך שלב התנופה של הליכה. הבדלים במשותפים קינטיקה בעמדה, לעומת זאת, היו קטנים יותר מאלו שנצפו בתנופה. לכן, חוקרים מתמקדים בשלב הנדנדה של הליכה צריכים לשקול את ההשפעה של prosthesהיא הערכות רכוש אינרציה על תוצאות מחקר. על עמדה, או אחד משני דגמי האינרציה נחקרו במחקר שלנו עשוי להוביל לתוצאות דומות עם הערכת דינמיקה הפוכה.

תכונות אינרציה של הדיסטלי רגל התותבת עד הברך היו נמוכות מאלה של הרגל בשלמותה (טבלת 1). בממוצע על פני משתתפים, מסת צד תותב הייתה 39% פחות, מומנט התמד סביב ציר רוחבי דרך הברך היה 52% פחות, והמרכז של מיקום ההמוני היה 24% קרוב יותר לברכיים בהשוואה לערכים לרגל בשלמותה. <table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" fo:keep-together.within-page="always" width="553" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> נושא </td><td> ללא פגע * מסה (קילוגרם) </td><td> יתרונות † המוני (קילוגרם) </td><td> Est. הבדל מסה (קילוגרם) </td><td> ‡ Iknee ללא פגע (קילוגרם · מ &#39;2) </td><td> יתרונות Iknee (קילוגרם · מ &#39;2) </td><td> CM ללא פגע מתחת למפרק הברך (מ &#39;) </td><td> CM Pros מתחת למפרק הברך (מ &#39;) </td></tr><tr><td> </td><td> 6.03 </td><td> 4.27 </td><td> 1.76 </td><td> 0.604 </td><td> 0.325 </td><td> 0.268 </td><td> 0.215 </td></tr><tr><td> ב &#39; </td><td> 6.07 </td><td> 3.39 </td><td> 2.68 </td><td> 0.400 </td><td> 0.196 </td><td> 0.215 </td><td> 0.177 </td></tr><tr><td> C </td><td> 5.80 </td><td> 3.12 </td><td> 2.68 </td><td> 0.575 </td><td> 0.194 </td><td> 0.264 </td><td> 0.198 </td></tr><tr><td> D </td><td> 5.72 </td><td> 3.17 </td><td> 2.55 </td><td> 0.559 </td><td> 0.317 </td><td> 0.265 </td><td> 0.191 </td></tr><tr><td> E </td><td> 7.14 </td><td> 4.65 </td><td> 2.49 </td><td> 0.742 </td><td> 0.325 </td><td> 0.276 </td><td> 0.200 </td></tr><tr><td> F </td><td> 6.23 </td><td> 4.22 </td><td> 2.01 </td><td> 0.585 </td><td> 0.287 </td><td> 0.260 </td><td> 0.192 </td></tr><tr><td> ממוצע ± STD </td><td> 6.17 ± 0.51 </td><td> 3.80 ± 0.66 </td><td> 2.36 ± 0.38 </td><td> 0.578 ± 0.109 </td><td> 0.274 ± 0.063 </td><td> 0.258 &amp;177 #; 0.022 </td><td> 0.196 ± 0.013 </td></tr></tbody></table> * שלמים מתייחס לערכים לשוק ללא פגע בשילוב וברגל. † יתרונות מתייחס לערכים לתותבת המשולבת ואיבר שיורי. ‡ מומנט אינרציה סביב ציר רוחבי דרך הברך. טבלת 1. השוואה של מאפייני אינרציה בין הגפיים תותבים ושלמים מהברך ומטה. כוחות כתוצאה משותפים (איור 3) ורגעים (איור 4) בקרסול, הברך, ירך והושפעו מפרמטרי האינרציה ששמשו במודל הדינמיקה ההפוכה. באופן ספציפי, משותפת קינטיקה הופחתה במהלך החניכה נדנדה (~ 65% ממחזור ההליכה) והפסקת נדנדה (~ 95% ממחזור ההליכה) כאשר אמצעים ישירים של אינרציה תותבת שימשו בהערכות דינמיקה הפוכות בהשוואה לרגרסיות המבוססות על האנטומיה שלמה ( <sטרונג&gt; טבלה 2). גדלי אפקט מראים הבדלים אלה בתנופה לא היו טריוויאלי (≥ 1.0). בנוסף, ערכים משותפים הקינטית גדלו בממוצע ב 80% בייזום תנופה וסיום, כאשר הערכות אינרציה שלמות שימשו בהשוואה לאמצעים ישירים של מאפייני אינרציה התותבת. לכן, כאשר מאפייני אינרציה של איבר שלם שימשו למודל בצד תותב, פרופילים הקינטית משותפים של הצד תותב במהלך הנדנדה דמו אלה של איבר שלם באופן הדוק יותר (ראה איורים 3 ו -4). במהלך עמדה, מספר ההבדלים הסטטיסטיים נצפה. גודל האפקט הגדול ביותר עבור כל הבדל בעמדה נצפה עבור הירך anterioposterior כוח משותף שנוצר (ES = 0.86). למרות שגודל האפקט הזה הוא גדול ועדיין נחשב כחלק מעמדה, ערך השיא עבור מדד זה התרחש במהלך עמדת מסוף (~ 52%), או כאיבר שמעבר לתנופה. גדלי אפקט לכל significa האחרהבדלי NT נצפו במהלך העמדה נעו 0.01-.41, אשר ייחשבו השפעות קטנות עם גדול יותר של ערכים אלה שנצפו בכוחות התגובה משותפים כתוצאה מפרק ירך. למרות שנמצאו הבדלים מובהקים בעמדה, הבדלים אלה כאשר נחשבו במונחים של גודלו של ההבדל (כלומר, גודל אפקט) עלולים להוביל אחד להטיל ספק במשמעות של ההבדלים הללו. <img alt="איור 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50977/50977fig3highres.jpg" width="500" /> איור 3. כוחות תגובה משותפים כתוצאה של הקרסול, הברך, ירך בanterioposterior (פנלים משמאל) וכיוונים אנכיים (לוחות מימין). נתונים היו בממוצע על פני נושאים למצגת. שלב העמדה מתחיל ב 0% ממחזור ההליכה עם מגע כף רגל ומסתיים בכ 60% ממחזור ההליכה עם הבוהן-off. נדנדה נמשכת עד מגע הרגל הבא של tהוא זהה ברגל של מחזור ההליכה 100%. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50977/50977fig3highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50977/50977fig4highres.jpg" width="500" /> איור 4. רגעים משותפים הנובעת על ציר רוחבי (aka, ציר mediolateral) דרך הקרסול, ברך והירך. נתונים היו בממוצע על פני נושאים למצגת. שלב העמדה מתחיל ב 0% ממחזור ההליכה עם מגע כף רגל ומסתיים בכ 60% ממחזור ההליכה עם הבוהן-off. נדנדה נמשכת עד מגע הרגל הבא של אותה רגל בשל מחזור ההליכה 100%. <img alt="טבלה 2" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50977/50977table2.jpg" width="600" /> תגובה משותפת שנוצרה טבלה 2. שיאכוחות ורגעים בממוצע על פני נושאים והשוואות סטטיסטיות בין שני דגמי האינרציה לקינטיקה המשותפת של הצד תותב הערות:. נתונים ממוצע מוצגים כממוצע (SD). % עמודת ההליכה המחזור מייצגת את האחוז פני נושאים הממוצע שבו ערך השיא התרחש למשתנה זה. P &lt;.05 נחשבים משמעותיים.

Watch this Scientific Journal Video about Oscillation and Reaction Board Techniques for Estimating Inertial Properties of a Below-knee Prosthesis at JoVE.com

Oscillation and Reaction Board Techniques for Estimating Inertial Properties of a Below-knee Prosthesis

מאפייני אינרציה מגזרי גוף נדרשים לדוגמנות דינמיקה הפוכה. שימוש בתנודה וטכניקת תגובת דירקטוריון, תכונות אינרציה של תותבות מתחת לברך נמדדו. שימוש באמצעים ישירים של אינרציה תותבת במודל הדינמיקה ההפוכה מהרגל התותבת הביא בהירויות נמוכות יותר של כוחות משותפים תוצאתי ורגעים.

טכניקות תנודה ודירקטוריון תגובה למאפייני אינרציאליות אומדן של תותב מתחת לברך

The purpose of this study was two-fold: 1) demonstrate a technique that can be used to directly estimate the inertial properties of a below-knee ...

oscillation-reaction-board-techniques-for-estimating-inertial

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Bioengineering

Physics

Mechanical Engineering

Unit 1

Moment of Inertia

Oscillations

SCIENTISTS IN ACTION

16.6K Views.  University of Northern Colorado.  מאפייני אינרציה מגזרי גוף נדרשים לדוגמנות דינמיקה הפוכה. שימוש בתנודה וטכניקת תגובת דירקטוריון, תכונות אינרציה של תותבות מתחת לברך נמדדו. שימוש באמצעים ישירים של אינרציה תותבת במודל הדינמיקה ההפוכה מהרגל התותבת הביא בהירויות נמוכות יותר...

Video: Oscillation and Reaction Board Techniques for Estimating Inertial Properties of a Below-knee Prosthesis

Measuring the Mechanical Properties of Living Cells Using Atomic Force Microscopy

Mechanical properties of cells and extracellular matrix (ECM) play important roles in many biological processes including stem cell differentiation, tumor formation, and wound healing. Changes in stiffness of cells and ECM are often signs of changes in cell physiology or diseases in tissues. Hence, cell stiffness is an index to evaluate the status of cell cultures. Among the multitude of methods applied to measure the stiffness of cells and tissues, micro-indentation using an Atomic Force Microscope (AFM) provides a way to reliably measure the stiffness of living cells. This method has been widely applied to characterize the micro-scale stiffness for a variety of materials ranging from metal surfaces to soft biological tissues and cells. The basic principle of this method is to indent a cell with an AFM tip of selected geometry and measure the applied force from the bending of the AFM cantilever. Fitting the force-indentation curve to the Hertz model for the corresponding tip geometry can give quantitative measurements of material stiffness. This paper demonstrates the procedure to characterize the stiffness of living cells using AFM. Key steps including the process of AFM calibration, force-curve acquisition, and data analysis using a MATLAB routine are demonstrated. Limitations of this method are also discussed.

This paper demonstrates a protocol to characterize the mechanical properties of living cells by means of microindentation using an Atomic Force Microscope (AFM).

מדידת התכונות המכאניות של תאי חיים באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי

Mechanical  properties of cells and extracellular matrix (ECM) play important roles in many  biological processes including stem cell differentiation, ...

Engineering Platform and Experimental Protocol for Design and Evaluation of a Neurally-controlled Powered Transfemoral Prosthesis

To enable intuitive operation of powered artificial legs, an interface between user and prosthesis that can recognize the user's movement intent is desired. A novel neural-machine interface (NMI) based on neuromuscular-mechanical fusion developed in our previous study has demonstrated a great potential to accurately identify the intended movement of transfemoral amputees. However, this interface has not yet been integrated with a powered prosthetic leg for true neural control. This study aimed to report (1) a flexible platform to implement and optimize neural control of powered lower limb prosthesis and (2) an experimental setup and protocol to evaluate neural prosthesis control on patients with lower limb amputations. First a platform based on a PC and a visual programming environment were developed to implement the prosthesis control algorithms, including NMI training algorithm, NMI online testing algorithm, and intrinsic control algorithm. To demonstrate the function of this platform, in this study the NMI based on neuromuscular-mechanical fusion was hierarchically integrated with intrinsic control of a prototypical transfemoral prosthesis. One patient with a unilateral transfemoral amputation was recruited to evaluate our implemented neural controller when performing activities, such as standing, level-ground walking, ramp ascent, and ramp descent continuously in the laboratory. A novel experimental setup and protocol were developed in order to test the new prosthesis control safely and efficiently. The presented proof-of-concept platform and experimental setup and protocol could aid the future development and application of neurally-controlled powered artificial legs.

Neural-machine interfaces (NMI) have been developed to identify the user's locomotion mode. These NMIs are potentially useful for neural control of powered artificial legs, but have not been fully demonstrated. This paper presented (1) our designed engineering platform for easy implementation and development of neural control for powered lower limb prostheses and (2) an experimental setup and protocol in a laboratory environment to evaluate neurally-controlled artificial legs on patients with lower limb amputations safely and efficiently.

פלטפורמה להנדסה ולפרוטוקול ניסויי לעיצוב והערכה של Transfemoral תותב מופעל בשליטה עצבית

To enable intuitive operation of powered artificial legs, an interface between user and prosthesis that can recognize the user's movement intent is ...

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

Bacterial cells are able to form surface-attached biofilm communities known as biofilms by encasing themselves in extracellular polymeric substances (EPS). The EPS serves as a physical and protective scaffold that houses the bacterial cells and consists of a variety of materials that includes proteins, exopolysaccharides and DNA. The composition of the EPS may change, which remodels the mechanic properties of the biofilm to further develop or support alternative biofilm structures, such as streamers, as a response to environmental cues. Despite this, there are little quantitative descriptions on how EPS components contribute to the mechanical properties and function of biofilms. Rheology, the study of the flow of matter, is of particular relevance to biofilms as many biofilms grow in flow conditions and are constantly exposed to shear stress. It also provides measurement and insight on the spreading of the biofilm on a surface. Here, particle-tracking microrheology is used to examine the viscoelasticity and effective crosslinking roles of different matrix components in various parts of the biofilm during development. This approach allows researchers to measure mechanic properties of biofilms at the micro-scale, which might provide useful information for controlling and engineering biofilms.

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

Particle-tracking microrheology investigates the viscoelasticity of materials. Here, the technique is used to determine the viscoelasticity, creep compliance and effective crosslinking roles of different matrix components of a bacterial biofilm. The matrix consists of polymeric substances secreted by the bacteria and its components determine biofilm structure and mechanical properties.

במיפוי באתרו של התכונות מכניות של Biofilms ידי Microrheology מעקב חלקיקים

Bacterial cells are able to form surface-attached biofilm communities known as biofilms by encasing themselves in extracellular polymeric substances ...

Techniques for the Evolution of Robust Pentose-fermenting Yeast for Bioconversion of Lignocellulose to Ethanol

Lignocellulosic biomass is an abundant, renewable feedstock useful for production of fuel-grade ethanol and other bio-products. Pretreatment and enzyme saccharification processes release sugars that can be fermented by yeast. Traditional industrial yeasts do not ferment xylose (comprising up to 40% of plant sugars) and are not able to function in concentrated hydrolyzates. Concentrated hydrolyzates are needed to support economical ethanol recovery, but they are laden with toxic byproducts generated during pretreatment. While detoxification methods can render hydrolyzates fermentable, they are costly and generate waste disposal liabilities. Here, adaptive evolution and isolation techniques are described and demonstrated to yield derivatives of the native Scheffersomyces stipitis strain NRRL Y-7124 that are able to efficiently convert hydrolyzates to economically recoverable ethanol despite adverse culture conditions. Improved individuals are enriched in an evolving population using multiple selection pressures reliant on natural genetic diversity of the S. stipitis population and mutations induced by exposures to two diverse hydrolyzates, ethanol or UV radiation. Final evolution cultures are dilution plated to harvest predominant isolates, while intermediate populations, frozen in glycerol at various stages of evolution, are enriched on selective media using appropriate stress gradients to recover most promising isolates through dilution plating. Isolates are screened on various hydrolyzate types and ranked using a novel procedure involving dimensionless relative performance index (RPI) transformations of the xylose uptake rate and ethanol yield data. Using the RPI statistical parameter, an overall relative performance average is calculated to rank isolates based on multiple factors, including culture conditions (varying in nutrients and inhibitors) and kinetic characteristics. Through application of these techniques, derivatives of the parent strain had the following improved features in enzyme saccharified hydrolyzates at pH 5-6: reduced initial lag phase preceding growth, reduced diauxic lag during glucose-xylose transition, significantly enhanced fermentation rates, improved ethanol tolerance and accumulation to 40 g/L.

Adaptive evolution and isolation techniques are described and demonstrated to yield derivatives of Scheffersomyces stipitis strain NRRL Y-7124 that are able to rapidly consume hexose and pentose mixed sugars in enzyme saccharified undetoxified hydrolyzates and to accumulate over 40 g/L ethanol.

טכניקות האבולוציה של שמרי פנטוז-תוסס יציבים לשם bioconversion של lignocellulose כדי אתנול

Lignocellulosic biomass is an abundant, renewable feedstock useful for production of fuel-grade ethanol and other bio-products. Pretreatment and enzyme ...

Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of medicine. In addition to efforts to identify novel small-molecule antimicrobial drugs, there has been great interest in the use of metal nanoparticles as coatings for medical devices, wound dressings, and consumer packaging, due to their antimicrobial properties. The wide variety of methods available for nanoparticle synthesis results in a broad spectrum of chemical and physical properties which can affect antibacterial efficacy. This manuscript describes the pulsed laser-ablation in liquids (PLAL) method to create nanoparticles. This approach allows for the fine tuning of nanoparticle size, composition, and stability using post-irradiation methods as well as the addition of surfactants or volume excluders. By controlling particle size and composition, a large range of physical and chemical properties of metal nanoparticles can be explored which may contribute to their antimicrobial efficacy thereby opening new avenues for antibacterial development.

The antimicrobial properties of metals such as copper and silver have been recognized for centuries. This protocol describes pulsed laser-ablation in liquids, a method of synthesizing metal nanoparticles that provides the ability to fine tune the properties of these nanoparticles to optimize their antimicrobial effects.

ייצור של חלקיקי מתכת על ידי פעימה לייזר ablation בנוזלים: כלי לחקר מאפיינים אנטיבקטריאליים של חלקיקים

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of ...

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and thus achieving stable water permeability through membranes over time. Here, we report a facile method to prepare hydrogels based on zwitterions for membrane applications. Freestanding films can be prepared from sulfobetaine methacrylate (SBMA) with a crosslinker of poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) via photopolymerization. The hydrogels can also be prepared by impregnation into hydrophobic porous supports to enhance the mechanical strength. These films can be characterized by attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) to determine the degree of conversion of the (meth)acrylate groups, using goniometers for hydrophilicity and differential scanning calorimetry (DSC) for polymer chain dynamics. We also report protocols to determine the water permeability in dead-end filtration systems and the effect of foulants (bovine serum albumin, BSA) on membrane performance.

This paper reports practical methods to prepare hydrogels in freestanding films and impregnated membranes and to characterize their physical properties, including water transport properties.

סינתזה של הידרוג עם מאפייני Antifouling ופלטות לטיהור מים

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and ...

Semiautomated Longitudinal Microcomputed Tomography-based Quantitative Structural Analysis of a Nude Rat Osteoporosis-related Vertebral Fracture Model

Osteoporosis-related vertebral compression fractures (OVCFs) are a common and clinically unmet need with increasing prevalence as the world population ages. Animal OVCF models are essential to the preclinical development of translational tissue engineering strategies. While a number of models currently exist, this protocol describes an optimized method for inducing multiple highly reproducible vertebral defects in a single nude rat. A novel longitudinal semiautomated microcomputed tomography (&#181;CT)-based quantitative structural analysis of the vertebral defects is also detailed. Briefly, rats were imaged at multiple time points post-op. The day 1 scan was reoriented to a standard position, and a standard volume of interest was defined. Subsequent &#181;CT scans of each rat were automatically registered to the day 1 scan so the same volume of interest was then analyzed to assess for new bone formation. This versatile approach can be adapted to a variety of other models where longitudinal imaging-based analysis could benefit from precise 3D semiautomated alignment. Taken together, this protocol describes a readily quantifiable and easily reproducible system for osteoporosis and bone research. The suggested protocol takes 4 months to induce osteoporosis in nude ovariectomized rats and between 2.7 and 4 h to generate, image, and analyze two vertebral defects, depending on tissue size and equipment.

The goal of this protocol is to generate a nude rat osteoporosis-related vertebral compression fracture model that can be longitudinally evaluated in vivo using a semiautomated microcomputed tomography-based quantitative structural analysis.

Semiautomated האורך מבוסס-טומוגרפיה Microcomputed כמותיים ניתוח מבנה של מודל הקשורות אוסטיאופורוזיס שבר בחוליות עכברוש עירום

Osteoporosis-related vertebral compression fractures (OVCFs) are a common and clinically unmet need with increasing prevalence as the world population ...

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.

מילימטר סולם Flexural בדיקות מערכת למדידת התכונות המכאניות של הספוג הימי 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 ...

Synthesis of Multi-walled Carbon Nanotubes Modified with Silver Nanoparticles and Evaluation of Their Antibacterial Activities and Cytotoxic Properties

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver MWCNTs were prepared by the reductive deposition of silver from an aqueous solution of AgNO3 on the oxidized MWCNTs. Given the unique color of the CNTs, it was not possible to apply them to the minimum inhibitory concentration or mitochondrial toxicity assays to evaluate the toxicity and antibacterial properties, since they would interfere with the assays. The inhibition zone and minimum bactericidal concentration for the Ag-MWCNTs were measured and Live/Dead and Trypan Blue assays were used to measure the toxicity and antibacterial properties without interfering with the color of the CNTs.

In this study, antimicrobial nanomaterials were synthesized by acidic oxidation of multiwalled carbon nanotubes and subsequent reductive deposition of silver nanoparticles. Antimicrobial activity and cytotoxicity tests were performed with the as-prepared nanomaterials.

סינתזה של צינורות פחמן עם קירות רב שופרת סילבר חלקיקים והערכה של פעילות אנטיבקטריאליות שלהם ומאפיינים ציטוטוקסיות

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver ...

3D Printing of In Vitro Hydrogel Microcarriers by Alternating Viscous-Inertial Force Jetting

Microcarriers are beads with a diameter of 60-250 &#181;m and a large specific surface area, which are commonly used as carriers for large-scale cell cultures. Microcarrier culture technology has become one of the main techniques in cytological research and is commonly used in the field of large-scale cell expansion. Microcarriers have also been shown to play an increasingly important role in in vitro tissue engineering construction and clinical drug screening. Current methods for preparing microcarriers include microfluidic chips and inkjet printing, which often rely on complex flow channel design, an incompatible two-phase interface, and a fixed nozzle shape. These methods face the challenges of complex nozzle processing, inconvenient nozzle changes, and excessive extrusion forces when applied to multiple bioink. In this study, a 3D printing technique, called alternating viscous-inertial force jetting, was applied to enable the construction of hydrogel microcarriers with a diameter of 100-300 &#181;m. Cells were subsequently seeded on microcarriers to form tissue engineering modules. Compared to existing methods, this method offers a free nozzle tip diameter, flexible nozzle switching, free control of printing parameters, and mild printing conditions for a wide range of bioactive materials.

3D Printing of In Vitro Hydrogel Microcarriers by Alternating Viscous-Inertial Force Jetting

Presented here is a mild 3D printing technique driven by alternating viscous-inertial forces to enable the construction of hydrogel microcarriers. Homemade nozzles offer flexibility, allowing easy replacement for different materials and diameters. Cell binding microcarriers with a diameter of 50-500 &#181;m can be obtained and collected for further culturing.

הדפסה תלת-ממדית של מיקרוקארים הידרוג'ל במבחנה על ידי סילון כוח צמיג-אינרציאלי לסירוגין

Microcarriers are beads with a diameter of 60-250 &#181;m and a large specific surface area, which are commonly used as carriers for large-scale cell ...