이 프로토콜은 재사용 가능한 맞춤형 3D 인쇄 설비를 통해 마우스 힘줄의 생체 역학 적 테스트를위한 효율적이고 재현 가능한 방법을 설명합니다. 새로운 메서드는 샘플을 몇 시간에서 분으로 테스트하는 데 필요한 시간을 줄이고 이전 메서드에서 일반적인 문제였던 주요 파지 아티팩트를 제거합니다. 이 방법은 초라피나투스 및 아킬레스 건에 국한되지 않습니다.
그것은 쉽게 큰 동물에서 다른 마우스 힘줄과 힘줄을 테스트에 적응 할 수 있습니다. 접근 방식의 재현성과 효율성을 보장하기 위해 여기에 설명되지 않은 비품에 대해 여러 주기의 설계 프로토타이핑 및 유효성 검사가 필요할 수 있습니다. 시작하려면 아가로즈 젤에서 전체 뼈의 미세 계산 단층 촬영 검사를 수행하십시오.
단면 이미지로 재구성한 후 파일 열기 명령을 선택하여 파일 데이터 집합을 엽니다. 대화 상자 파일 환경 설정을 열고 고급 탭을 선택합니다. 적응형 렌더링 알고리즘을 사용하여 표면 세부 정보를 더 부드럽게 제공하는 3D 모델을 구성합니다.
개체 테두리를 찾는 데 사용되는 이웃 점까지 픽셀의 거리를 정의하는 지역성 매개변수로 10을 사용합니다. 0.1로 허용 오차를 최소화하여 파일 크기를 줄입니다. 관심 볼륨을 지정하려면 선택한 VOI 범위의 위쪽과 아래쪽으로 설정하도록 두 개의 이미지를 수동으로 선택한 다음 관심 영역의 두 번째 페이지로 이동합니다.
단일 단면 이미지에서 관심 영역을 수동으로 선택합니다. 10~15개의 단면 이미지마다 ROI를 반복적으로 선택합니다. 다음으로 세 번째 페이지인 바이너리 선택으로 이동합니다.
히스토그램 메뉴에서 데이터 집합을 클릭하여 데이터 집합의 모든 이미지에서 밝기의 히스토그램 분포를 표시합니다. 또한 히스토그램 메뉴에서 3D 모델 파일 만들기 메뉴를 클릭합니다. 골격의 3D 모델을 STL 파일 형식으로 저장합니다.
Meshmixer 소프트웨어에서 메시를 가져오고 편집할 모든 것을 선택합니다. 도구 세트 편집에서 생성을 선택한 다음 도구 세트 에서 삼각형 예산을 선택합니다. 트리카운트를 줄이고 변경 내용을 수락합니다.
수출 As.To 설계 를 선택하여 STL 형식으로 새로 감소 된 파일을 다시 저장, 상완골 그립 기구의 사용자 정의 적합 모델을 만들기 위해 솔리드 모델링 컴퓨터 지원 설계 프로그램을 사용합니다. 솔리드 모델링 프로그램에서 상완골 골격의 STL 형식 파일을 열고 SLDPRT 형식의 부품 파일로 저장합니다. 그런 다음 Part 파일을 열어 해부학적으로 관련된 세 비행기(예: 처검, 관상 및 횡방향)를 수동으로 만듭니다.
새 파일 파일을 클릭하여 솔리드 블록 구성 요소 부분을 만듭니다. 파일 New를 클릭하여 솔리드 블록과 오른쪽 또는 왼쪽 상완골 골격의 두 가지 구성 요소로 어셈블리 모델을 만듭니다. 블록 내의 골격 방향을 정의하여 힘줄과 뼈 사이의 각도가 180도되도록 합니다.
전체 골격 볼륨이 블록 내부에 맞는지 확인합니다. 어셈블리 창에서 블록을 선택하고 어셈블리 도구 모음에서 구성 요소 편집을 클릭합니다. 삽입, 기능, 캐비티를 클릭합니다.
균일 한 배율 조정을 선택하고 모든 방향으로 확장할 값으로 0 %를 입력합니다. 골격 부분을 억제하고 어셈블리를 일부로 저장합니다. 캐비티 부품으로 실린더를 엽니다.
스케치를 만들고 상완골 머리 위에 0.5 밀리미터만 남도록 하십시오. 피처에서 압출된 컷을 선택합니다. 적중 평면을 따라 어셈블리를 잘라 뼈에 앞쪽과 후방에 맞는 두 개의 대칭 성분을 만듭니다.
적중 평면을 따라 어셈블리 부품을 잘라 뼈에 앞쪽과 후방에 맞는 두 개의 대칭 성분을 만듭니다. 상완골 헤드가 성장 판 고장을 방지하고 테스트 중에 모델에서 상완골이 분리되는 것을 방지하는 엄격한 간격을 정의하는 것이 중요합니다. 원고에 설명된 대로 진행하여 후방 구성 요소 및 전방 구성 요소를 완료합니다.
두 구성 요소를 별도의 부품 파일로 저장합니다. 이제 삽입 패턴, 미러 및 미러를 눌러 반대 쪽 사지에 대한 고정물의 각 구성 요소에 대해 3D 미러 모델을 만듭니다. 앞면을 미러 페이스 플레인으로 선택합니다.
미러할 본문으로 부품을 선택합니다. 미러 평면을 선택하고 모든 재질을 포함하는 스케치를 만듭니다. 피처에서 압출된 컷을 선택하여 원래 부품을 제거하고 미러된 부품만 유지합니다.
부품의 바닥을 클릭하고 스케치를 만들기 위해 평면으로 사용합니다. 스케치 텍스트를 클릭하고 L 또는 R.이 왼쪽과 오른쪽을 구별하는 비품의 하단에 에칭을 추가합니다. 3D 프린팅을 준비하기 위해 STL 표준 파일 형식으로 모든 비품 부품을 저장합니다.
상완골 근육 힘줄, 상완골 표본을 해부하기 위해, 먼저 안락사 마우스를 경향이 있는 위치에 배치하고 앞치마의 팔꿈치 위에서 어깨쪽으로 피부에 절개를 합니다. 어깨의 근육이 보이도록 조심스럽게 무딘 해부로 피부를 제거하기 위해 집게를 사용합니다. 뼈가 노출될 때까지 상완골을 둘러싼 조직을 제거합니다.
상완골을 집게로 잡고 망상과 사다리꼴 근육을 조심스럽게 제거하여 코라코아코미알 아치를 노출시하십시오. AC 조인트를 식별하고 메스 블레이드로 아크로미온에서 쇄골을 조심스럽게 분리합니다. 수퍼피나투스 힘줄과 뼈 부착을 손상시키지 않도록 주의하고 메스 블레이드를 사용하여 견갑질의 부착물에서 근육을 제거하십시오.
상완골 머리를 글레노이드에서 분리하고 조인트 캡슐과 인프라피나투스 카피큘러리스와 사소한 힘줄을 레이스로 장식합니다. 팔꿈치 관절을 분리하여 상완골을 척골과 반경으로부터 분리합니다. 상완골-수프라피나투스 힘줄 근육 표본을 분리하고 상완골과 상완골 머리에 과도한 연조직을 제거합니다.
아킬레스 건, 칼카뉴뼈를 해부하려면 안락사 된 마우스를 경향이있는 위치에 배치합니다. 아킬레스 건과 뼈 부착을 손상시키지 않도록주의하고, 발목과 무릎 관절 주위의 근육이 노출되도록 무딘 해부로 피부를 제거합니다. 아킬레스 건-칼카뉴 부착에서 시작하여 메스 블레이드를 사용하여 위상염 근육을 근접 부착부에서 조심스럽게 분리합니다.
다양한 인접한 뼈에서 칼카네를 조심스럽게 분리하고 아킬레스 건-칼카네스 표본을 분리하고 과도한 연조직을 제거합니다. 힘줄의 단면 영역을 결정하기 위해 뼈를 거꾸로 삽입하여 아가로즈 젤과 바깥쪽 근육의 뼈가 있는 아가로즈 젤로 채워진 극저온튜브의 시편을 중단한다. 마이크로 컴퓨터 단층 촬영을 사용하여 스캔 한 후 메스 블레이드를 사용하여 힘줄에서 근육을 부드럽게 제거하십시오.
골격을 3D 인쇄 설비에 삽입하여 테스트 그리드에 부착합니다. 접힌 얇은 티슈 페이퍼 사이에 힘줄을 삽입하고 붙이고 박막 그립을 사용하여 고정합니다. 샘플과 그립을 섭씨 37도에서 PBS의 테스트 욕조에 삽입하고 기계적 테스트를 수행합니다.
이 연구에서는 재사용 가능한 3D 인쇄 설비를 사용하여 뼈를 잡으며 시편 준비 시간이 몇 시간에서 분으로 단축되었습니다. 현재 방법을 사용하여 초프라피나투스 힘줄의 인장 테스트를 위한 대표적인 하중 변형 곡선은 성장판 고장과 같은 주요 그립 아티팩트를 제거하였다. 수프라피나투스와 아킬레스 건의 기계적 특성은 0.05 미만의 P 값을 가진 페어링되지 않은 T 테스트를 기반으로 섹스의 중요한 효과를 보여줍니다.
마이크로 CT는 아킬레스 건의 길이를 따라 초라피나투스 힘줄의 길이를 따라 단면 영역을 성공적으로 측정했습니다. 각 해부학 사이트에는 효과적인 그립에 필요한 특정 설계 기준이 있음을 기억하는 것이 중요합니다. 따라서 각 설비에 대한 설계는 그에 따라 조정되어야 합니다.
고장에 대한 인장 테스트 외에도 이러한 설비는 힘줄 피로 및 점성 특성에 대한 정보를 제공하는 순환 적재 테스트에 사용할 수 있습니다. 뮤린 힘줄의 기계적 특성을 특성화하는 것은 이러한 작은 조직을 잡는 데 어려움, 지루하고 시간이 많이 소요되는 표본 준비 방법 및 성장 판 골절을 포함하여 여러 가지 이유로 인해 문헌에서 흔하지 않습니다. 이 프로토콜은 관절 의 그립 실패를 제거하고 하루에 테스트 할 수있는 표본의 수를 세 배로 한 마우스 힘줄을 테스트하기위한 시간 효율적이고 재현 가능한 방법을 제공합니다.
