המחברים מבקשים להודות לBiomet 3i לתמיכה הכספית המתמשכת שלהם, ובמיוחד רנדי גודמן לעזרה בעיצוב והייצור של החלקים המותאמים אישית. ספנסר בל הוא נמען של מלגה תעשייתית לתארים מתקדמים, המסופק על ידי הלאומיים למדעים והנדסת מועצת מחקר של קנדה (NSERC). כמו כן, אנו רוצים להודות לד&quot;ר ג&#39;ון Brunski למשוב בעל הערך הרב שלו במהלך הכנת כתב יד.

1. שתל עיצוב, ייצור, וטיפול שטח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייצור שתלים מלבני (מידות 4 מ&quot;מ x 2.5 מ&quot;מ x 1.3 מ&quot;מ; גובה x רוחב x אורך) מטיטניום טהור מבחינה מסחרית (cpTi). לקדוח חור במרכז את הציר של השתל (קוטר = 0.7 מ&quot;מ) הארוך כדי להקל על יציבות שתל מוקדם בתוך האתר כירורגית והבדיקות מכאניות הבאות (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיפול במשטחים העליונים ותחתונים של השתל. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי ליצור שני משטחים שונים, להשתמש בטיפול סטנדרטי חצץ-פיצוץ (GB) כדי ליצור משטח microtopographically מורכב. בהמשך לשנות מחצית השתלים ידי superimposing פוספט סידן (CaP) חלקיקים כדי ליצור משטח nanotopographically מורכב. </li></ol></li></ol> הערה: ניתן ליישם טיפולים כימיים או מכאניים שונים כדי ליצור טופוגרפיה משטח רצויה ו / או כימיה, ואלה יהיו תלויים באופי של questi הניסיוניתעל מנת לטפל. בדוגמא במסמך זה, קבוצה אחת של טיטניום טהור מבחינה מסחרית שתלים (cpTi) הייתה נתון לחצצה-פיצוץ (GB) - תהליך חיסור - כדי ליצור microtopography מורכב. מחצית מהשתלים היו אז שונה יותר על ידי התוספת של סידן זרחה nanocrystals (CaP) כדי ליצור nanotopography העל שהוטל (GB-DCD). שים לב: בעת הצגת מיקרו המשטח חצץ מוכה, בהשוואה לננו המשטח שונה, בהגדלת 10,000 X, אין הבדל ברור במאפייני פני השטח. עם זאת, בעת ההצגה ב100,000 הגדלה X, ההבדלים להיות די ברורים (איור 2). זה הוכח בעבר שיש להם שינויי משטח כזה השפעה עמוקה על osteoconduction 14. 2. מודל חיה והליך כירורגי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בחולדות צעירות זכר Wistar (200-250 גר &#39;) עבור דגם זה. כל ההליכים חייבים להיות מאושרים על ידי com טיפול בבעלי החיים המקומיmittees. אפשר לבעלים חיים גישה חופשית למים ולאוכל חולדה. הערה: חולדות Wistar נבחרו בהליך זה בשל ניסיון קודם עם זן זה של חולדה, למרות שזנים אחרים של עכברים יכולים להיות מועסקים. גישה למזון ומים ניתנות לשינוי, בהתאם לאופי השאלה הניסיונית שפונים. </li> <li style=";text-align:right;direction:rtl"> חולדות רגועות באמצעות הרדמה משאיפת מנוהלת באמצעות חרטום: isoflurane 4% ב1 LO 2 / דקה לזירוז; isoflurane 2% בתחמוצת חנקן 1 L ו0.6 LO 2 / דקה לצורך התחזוקה. לערוך בדיקת הבוהן קמצוץ סטנדרטית כדי להבטיח הרגעה יעילה לפני שתמשיך בהליך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל משכך כאבים לפני ולאחר ניתוח באמצעות הזרקה תת עורית של 0.01-0.05 מ&quot;ג / קילוגרם עצירות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקצאת שתלים ידי אקראי חלקי ומניח בילטרלי בmetaphyses הדיסטלי של femora חולדה. זה מאפשר שתל שונה, כל אחד מתוך מבחר של טופוגרפיות משטח שונות כדי להשוותד, בfemora הנגדי, כדי לייעל את הניתוח סטטיסטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את בעלי החיים על ידי גילוח וניקוי היבט Antero הצדדי של כל רגל אחורית עם 10% פולידין. כדי למנוע היפותרמיה, הנח כרית זרימת מים חמה מתחת לעכברוש הרדים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות אזמל כירורגי # 15, עושה חתך דרך העור לאורך הצד הלטרלי של הירך כדי לחשוף את השריר. לחשוף את עצם הירך הדיסטלי באמצעות נתיחה בוטה להסיט את גופות שרירים בצורה פולשנית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגרד ממנו השכבה דקה של קרום עצם שמעל עצם הירך, תוך שימוש במעלית periosteal, לחשוף את עצם קליפת המוח באופן מלא לקידוח. יש להקפיד שלא לפגוע בסחוס לוחית גדילה או במפרק של מפרק הברך במהלך נתיחה והסרה של קרום עצם קהה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שניקה ובדק, לסובב את עצם הירך רוחבי לחשוף את ההיבט הקדמי של עצם הירך הדיסטלי (איור 3 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להכין את האתר כירורגית, תחקרחריץ מלבני bicortical למטה באמצע של העצם באמצעות שתי קליפת המוח. כדי למנוע התחממות יתר של הרקמות, השקיה מלוחה חייבת להישמר לאורך כל קידוח על ידי עוזר כירורגית. לנהל את הקידוח בשלושה שלבים: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראשית, לקדוח בקליפת המוח הקדמית, שנחשפה על ידי נתיחה, באמצעות Burr שיניים 1.3 מ&quot;מ המחובר לפיסת יד שיניים כדי ליצור שני חורים 2.5 מ&quot;מ בנפרד לאורך קו האמצע של עצם הירך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב הבא, להשתמש קצת שני תרגיל (בר שיניים 1.3 מ&quot;מ טוויסט) להאריך את החורים האלה דרך קליפת המוח הנגדית, וכתוצאה מחורים מקבילים bicortical. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבסוף, תצטרף לחורים באמצעות Burr חיתוך בצד מותאם אישית שלישי בכיוון הפרוקסימלי-דיסטלי, ויצר אתר לשתל (איור 3 ב). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעבור תפר מתכלה דרך פגם העצם באמצעות המחט מחוברת וחוזר בסביבות קליפת הירך החיצונית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השחל את השתל מעל הקצה החופשי של התפר ולהנחות אותו לפגם, Wכאן זה צריך להיות מצויד בלחץ. באופן זה, על הציר של השתל הארוך צריך להיות מכוון בניצב לציר של עצם הירך (איור 3 ג) הארוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקשור את התפר סביב ההיבט לרוחב של עצם הירך כדי לספק יציבות שתל במהלך התאוששות לאחר ניתוח וריפוי בשלבים מוקדמים. השתמש בתפר שנותר כדי לסגור את רקמת השריר, וreoppose רקמות עורית באמצעות סיכות כירורגי (קליפים פצע 9 מ&quot;מ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק אתרים כירורגית לסימנים של זיהום, ולפקח על בעלי חיים מדי יום ביכולת אמבולטורי שנפרצה. להוציא את בעלי החיים שלא לשחזר ניידות באופן מלא, או אלה שיש להם שברי הירך בהקרבה, מניתוח. </li></ol> 3. קציר מדגם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקריב בעלי חיים בשעה 9 בימים שלאחר ניתוח על ידי נקע בצוואר הרחם לאחר חשיפת CO 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על ההקרבה, לנתק femora ונקי של רקמות רכות. לאחסן מייד ב15% פתרון חיץ סוכרוז כדי לשמור על שעות רקמהydration כהכנה לבדיקה מכאנית (איור 4 א). שים לב: דגימות נשמרות בתמיסת חיץ סוכרוז כדי לשמור על הלחות של רקמות במהלך הובלה בין מתקנים. דגימות תשקיע כ 2-3 שעות בפתרון במהלך הכנה לבדיקות מכאניות. </li> <li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להכין את הדגימות לבדיקות מכאניות, חתוך את העצם לרוחב של השתלים באמצעות Burr יהלומים גלילי מחובר למערכת במהירות גבוהה. דגימות הבדיקה הסופיות מורכבות משתי קשתות של עצם צמוד לכל פנים של השתל (איור 4). לקשתות שנופלות לו במהלך הכנה או תחבורה, להקצות ערך בדיקות מכאני של 0 נ &#39; שים לב: חשוב להיות מאוד עדינים ומדויק כאשר זמירה הדגימות, על מנת למנוע נזק או דריכה על הממשק. יבלת המתקנת גרמית יכולה לגדול סביב הציר של השתל הארוך ואפילו לתוך החור האורך. עצם עודף כזה יש להסיר על ידי שלושmming דגימות לממדים של השתל המלבני המדויקים, כפי שהוא יכול להטות את תוצאות בדיקה מכאניות. </li></ol> 4. בדיקות מכאניות עובש הבדלני מותאם אישית נועד סיר כל דגימה, יצירת שיטת הדיר ומדויקת של הכנת דגימות לבדיקה מכאנית. העיצוב מאפשר לבידודו של אזור 0.5 מ&quot;מ של עצם פרי שתל לאזור בדיקה עולה בקנה אחד, בזמן שמחזיק את הדגימה מרוכזת ואופקית לחלוטין במהלך תהליך השתילה, המאפשר היישום של כוח ישירות בניצב לפני השטח השתל. ראה איור 5 לשרטוטים הנדסיים מלאים ואיור 6 למרכיבים הסופיים. הערה: ניהול כל בדיקה באמצעות מנגנון בדיקה מכאני, הפועל במהירות של ראש הצלב 30 מ&quot;מ / דקה. להערכה איכותית של בדיקות עצם שיורית שלאחר מכן, ניתן להשתמש במיקרוסקופ לנתח. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שתילהשל הדגימות והבדיקות מכניות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר דגימות מפתרון חיץ סוכרוז ועדינות כתם היבש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימת עמדה בעובש המותאם אישית. חלק את הסיכה בצורה אופקית דרך חורים בקירות של העובש ודרך החור באמצע של השתל. מניחים את צלחת הייצוב בצד האחורי של התבנית כדי לייצב את השתל (איור 7). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למלא את בסיס התבנית עם מרוכבים שיניים flowable ולרפא ל60 שניות באמצעות עוצמה גבוהה ריפוי אור. הערה: חשוב לבחור מרוכבים שאינו מוגדר עם תגובה אקסותרמית, כמו חום כזה שנוצר עשוי להשפיע על תכונות הרקמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הריפוי, לפתוח את העובש ולהסיר את חסימת הדגימה מוקשה. לצייר קו שחור דק בסמן קבע על קשת הרוחב למטרות זיהוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את העתק טרומי של בדיקת הדגימה בסגן, ומרכז את היחידה על הבסיס של מכשיר הבדיקה המכני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאבטח את הדגימה לסגן ולהעביר קו ניילון דרך החור בשתל (איור 8). צרף את הקצוות למרכז של ראש הצלב נע. לשם עקביות, תמיד תווית ולבדוק את הצד הלטרלי ראשונה. חזור על התהליך עם הקשת המדיאלי. </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>

המחברים קיבלו תמיכה במימון וחומרים מBiomet 3i (גני פאלם ביץ&#39;, פלורידה, ארה&quot;ב). היה לי Biomet 3i אין שום חלק בכתיבה של כתב היד הזה או את העיצוב של ניסויים שתוארו.

מודל הבדיקות מכאניות המוצג כאן מספק שיטה משופרת להערכת המעגן של עצם לשתל משטחי מועמד, שכן הוא מאפשר לניצב מדויק, או במקביל, יישור של מדגם הבדיקה עם ציר כוח השיבוש מיושם, ומגביל את אזור השבר כדי בתוך חצי מילימטר של פני השטח השתל. המודל משולב בקלות לתוך מחקרים שהשוו את הא...

הערכת מעגן של עצם לשתל משטחי endosseous כבר למוקד של תשומת לב רבה, שלשיטות בדיקה מכאניות רבים תוארו 1,2. כל השיטות כגון לכפות בכוח כדי לשבש את מודל עצם / שתל להיות מועסק, וניתן לקבץ באופן כללי לגזירה, בדרך כלל מוצג כשכיבות החוצה או מודלים למשוך החוצה 3,4, להפוך 3,5 מומנט, וסוגי מתיחה 6, 7. בדרך כלל בבדיקות כאלה, או עצם 8 או חומר שתל (במקרה של משקפיים פריכים וקרמיקה 9,10) הוא שבר, ובהנחת צורה כלשהי של מעגן התרחש, שרידי ממשק עצם / שתל (לפחות חלקית) בשלמותה. תוצאות ניסוי כזה אומר לא רק שהכח הנדרש כדי לגרום לשבר (או הפרעה) של המודל הוא לא את הכוח הדרוש כדי להפריד את ממשק עצם / שתל 11,12, אלא גם שיכול פני השטח המורכב של מטוס שבר שנוצר להיות עקשןמדידה מדויקת. עם זאת, בדיקות כאלה יכולים להיות רלוונטיות מבחינה קלינית, מכיוון שהם מספקים מד השוואתי של היכולת של שתלים של עיצובי משטח שונות להיות מעוגנות בעצמות. עם זאת, זה צריך להיות גם ציין כי השוואות כגון תקפות רק במודל ניסיוני, תוך השוואות בין דגמים הניסיוניים הן כרוכות בקשיים שכן חוקרים משתמשים בזנים שונים של בעלי חיים בתערוכה או שבשבת או עצם ארוג; הטרבקולות או עצם קליפת המוח ריפוי מודלים, ומכאני שונה גיאומטריות בדיקה ותנאים. במאמץ להפיק מדידת חוזק המתיחה של ממשק עצם / שתל, חוקרים רבים השתמשו בשטח הנומינלי של השתל כדי להפיק ערך &quot;חוזק מתיחה&quot;, שכן חוזק מתיחה נמדד ככוח ליחידת שטח. זה ברור קירוב נתון, כפי שהוסבר לעיל, כי ממשק עצם / השתל נותר בשלמותה ברבים של בדיקות השיבוש מעסיקיםed. בנוסף מדידת שטח פני השטח של שתלים, במיוחד משטחים טופוגרפיים מורכבים, הוא מוגבל על ידי הרזולוציה של טכניקת המדידה כפי שפורט על ידי רונלד et al. 13 עם זאת, כפי שנסקר על ידי Brunski et al. 2, כאשר את פני השטח הנומינלי של שתל נלקח בחשבון, הבדלים נראות לעין ב&quot; חוזק מתיחה &quot;מזוהה עם עיצובי פני השטח שתל שונים שללו, טוענים כי משטחי שתל עם שטח פנים גבוה יותר לספק שטחים גדולים יותר של מגע עצם / שתל ולכן דורשים יותר כוח כדי לשבר את המודל. המשמעות היא אפוא שיותר מבחינה טופוגרפית מורכבת משטחים יכולים להגדיל osteogenesis קשר, שתוצאתה קשר שתל עצם גדול יותר (BIC) ותוצאת ערכי הפרעה גבוהות יותר בבדיקות מכאניות. osteogenesis קשר הוא התוצר של שתי תופעות שונות: osteoconduction והיווצרות עצם. ואכן, יש לנו הראינו שמגדילה בosteoconduction על topographניתן לכמת משטחי ically מורכבים על ידי מדידת BIC תוצאת 14, וכי משטחים כאלה גם לגרום להפרעה מכאנית גבוהה יותר ערכים 12. עם זאת, זה מועיל לציין כי עצם פרי שתל יכול להיווצר על ידי שני מנגנונים. בתאי osteogenesis קשר ממוצא mesenchymal להגר אל פני השטח השתל (osteoconduction), להתמיין לתאי עצם, ולפרט דה נובו העצם מטריקס על פני השטח השתל (היווצרות עצם). מטריקס הגרמי הראשון פירט הוא קו בטון mineralized כפי שראה בעצם נורמלי שיפוץ 15 (יש הרבה בלבול בספרות הנוגעת למבנה ביולוגי mineralized זה לפעמים הוא חשב שזה יהיה בלתי mineralized 1 או syncretized עם כל הממשקים בעצמות 16 - לדיון מלא בנושא זה ראו דייויס וחוסייני 17). osteogenesis לתקשר הוא תנאי הכרחי לתופעה של עצםמליטה, אלא הוא חיוני לingrowth עצם 18. קו מלט mineralized של עצם הוא מכאני חלש יותר מתא קולגן mineralized של עצם 19. לכן, באופן אינטואיטיבי, אם interdigitation של מטריצת שורת מלט עם תכונות ננו שתל בהשוואה לרקמת עצם בצמיחה לתכונות שתל מאקרו ולאחר מכן את הכוח המכני הנדרש כדי לשבש לשעבר הייתי, באופן סביר, צפוי להיות פחות מ האחרון, ואנחנו הוכיחו את זה לאחרונה בניסוי 12. עצם פרי שתל יכול גם להיווצר על ידי osteogenesis מרחק. במקרה זה, עצם מופקד על פני השטח עצם הישנים ומקבל בהדרגה קרובה יותר אל פני השטח השתל וכתוצאה מכך ממשק הכולל מטריצת אמורפי והשרידים של תאי osteogenic 20. באופן כללי, osteogenesis מרחק קשור למשטחים חלקים, או במכונה, endosseous שתל ונתפס לעתים קרובות בריפוי עצם קליפת המוח, בעוד microtopographicaמשטחי lly מורכבים הקשורים לקשר osteogenesis שהוא יותר אופייני לריפוי עצם הטרבקולות. דגמי מבחן מתיחה באמצעות משטחים חלקים שתל וריפוי עצם קליפת המוח היו יכולים לבדוק את מאפייני ההדבקה של נעדר מטריצה ​​הביולוגית הזה אמורפי של osteogenesis הקשר הקשורים למשטחים טופוגרפיים מורכבים, והראו כי המליטה מה שנקרא &quot;ביוכימי&quot; שמתרחשת מספקת מרכיב קל של הערכים &quot;חוזק מתיחה&quot; דיווחו עם משטחים טופוגרפיים מורכבים 21. להיפך, תוך שימוש במודל ריפוי עצם הטרבקולות, וונג et al. 22 הראו &quot;קשר מצוין&quot; בין חספוס פני השטח שתל ולדחוף החוצה עומס כישלון, והצביעו על כך שקשר כימי אכן שיחק תפקיד זניח במעגן של עצם לשתל פני השטח. אמנם זה סביר שגם המגע וosteogenesis המרחק להתרחש, לדרגות שונות, בכל פרי impla endosseousNT ריפוי תאים, משטחי microtopographically מורכבים הוכיחו את עצמם להיות יתרון במיוחד בריפוי גרמי הטרבקולות מלתחות 23. האחרון מסווגים כסוג III או עצם המעמד הרביעי בספרות השיניים 24. המטרה שלנו הייתה להתמקד במנגנונים של osteogenesis קשר ומעגן עצם / שתל כתוצאה שיכול להתחולל בסביבת עצם ריפוי הטרבקולות. המעגן הזה, שהוא תלוי בטופוגרפיה של פני השטח השתל (ראה לעיל), יכול להתרחש בקנה מידה טווחים שונים. מצד אחד, רק תכונות שתל submicron הם מעורבים עצם מליטה - כפי שתוארו על ידי interdigitation של מטריצת שורת המלט הגרמית עם משטחים כאלה, וראו את המשקפיים ביו, קרמיקה ותחמוצות reticulate מתכת. על הרקמה (לעתים להשלים עם כלי דם דם) האחרות, העצם יכול לגדול לתוך רב מיקרון, או מאקרו בקנה מידה, תכונות של שתל משטחים 18. שני מיל מקריםult בצורה של מעגן עצם אל פני השטח השתל, אם כי המנגנונים הם בבירור שונים. עם זאת, כישלון משותף של רוב שיטות בדיקה מכאניות שצוינו לעיל הוא ליישר כוח השיבוש במטוס בדיוק בניצב, או מקביל לזה של פני שטח השתל (תלוי אם מצב מתיחה או גזירה הוא מועסק). אנו מדווחים בזאת שיטה שמתגברת על מגבלה זו.

<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

ההתקדמות במדע חומרים הובילה לגידול משמעותי במורכבות הטופוגרפית של משטחי שתל, הן במייקרו וננו בהיקף. כשיטות כאלה, מסורתיות לתאר משטחי שתל - כלומר גורמים מספריים של חספוס פני השטח - אינן מספיקות לניבוי בביצועי vivo. בדיקה ביומכנית מספקת פלטפורמה מדויקת והשוואתית כדי לנתח את הביצועים של משטחים ביולוגי. שיטת בדיקה מכאנית משופרת כדי לבדוק את העיגון של עצם לשתל משטחי מועמד מוצגת. השיטה ישימה לשני המוקדמים ומאוחר יותר של ריפוי בשלבים ויכולה להיות מועסק לכל מגוון של משטחים כימיים או מכאני שונה - אבל משטחים לא חלקים. שתלים מותאמים אישית מלבניים ממוקמים בילטרלי בfemora הדיסטלי של חולדות Wistar זכר ונאספו עם העצם שמסביב. דגימות בדיקה מוכנות ועציצים באמצעות עובש הבדלני רומן והשיבושבדיקה מתבצעת באמצעות בדיקה במכונית מכאנית. שיטה זו מאפשרת ליישור של כוח השיבוש בדיוק בניצב, או במקביל, למישור של פני השטח השתל, ומספקת אמצעים מדויקים ולשעתק לבידוד אזור פרי שתל מדויק לבדיקה.

כל בעלי החיים הפעילות מוגברים אמבולטורי שלהם עם זמן בעקבות התאוששותם מניתוח. זה חשוב כי עומס יש השפעות שונות על טופוגרפיות של טווחים בקנה מידה שונים, כפי שדיווחנו 12 לאחרונה. כוח עקום / עקירת נציג לדגימות בדיקה הבאות בדיקות מכאניות מוצג באיור 9A, ונתוני ה...

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

שיטה משופרת למכאניים מעגן עצם בדיקה למשטחי שתל מועמד מוצגת. שיטה זו מאפשרת ליישור של כוח השיבוש בדיוק בניצב, או במקביל, למישור של פני השטח השתל, ומספקת אמצעים מדויקים לכוון את כוחות ההפרעה לאזור פרי שתל מדויק.

מכונות בדיקת שיטה משופרת להערכת Anchorage עצם השתל

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.  שיטה משופרת למכאניים מעגן עצם בדיקה למשטחי שתל מועמד מוצגת. שיטה זו מאפשרת ליישור של כוח השיבוש בדיוק בניצב, או במקביל, למישור של פני השטח השתל, ומספקת אמצעים מדויקים לכוון את כוחות ההפרעה לאזור פרי שתל מדויק. 

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.

בדיקה מכנית של העורקים עכבר הראש: מ יילוד כדי למבוגרים בלבד

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.

ייצור שבבים microfluidic ושיטה לגילוי שפעת

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.

בדיקת רגישות אנטיביוטית הנגרמת על ידי מתח על שבב

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.

שיטה משופרת להכנת סוג I קולגן מעור

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.

שיטה, מעקב אביזר בשביליאתה לא רואה שיש בדיקה בעמדה סתיו-בה-היפ לצדדים

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.

שיטה להעריך זנים קורטיקליים Cadaveric הירך בזמן שבר בדיקה באמצעות מתאם תמונה דיגיטלי

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.

פלטפורמה בדיקות ביצועים הולכה Micropump עם צלחת אלקטרודה לבושת נחושת 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.

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 ...

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.

מכרסם ההתנהגותי בוחן להערכת תפקודית גירעונות הנגרמת על ידי ההשרשה Microelectrode של קליפת המוח המוטורית עכברוש

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.

כימות בו זמני של קינורנינים נבחרים שנותחו על ידי ספקטרומטריית כרומטוגרפיה-מסה נוזלית במדיום שנאסף מתרביות תאים סרטניים

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