Протокол описывает эффективный и воспроизводимый метод биомеханического тестирования сухожилий мыши с помощью многоразовых пользовательских 3D печатных светильников. Новые методы сокращают время, необходимое для тестирования образца от нескольких часов до нескольких минут, и устраняют крупный захватывающий артефакт, который был распространенной проблемой в предыдущих методах. Этот метод не ограничивается супраспинатом и ахилловыми сухожилиями.
Он может быть легко адаптирован для тестирования других сухожилий мыши и сухожилий от крупных животных. Для обеспечения воспроизводимости и эффективности подхода для приборов, не описанных здесь, может потребоваться несколько циклов прототипирования и проверки конструкции. Для начала выполните микрокомпьютерную томографию всей кости в агарозовом геле.
После реконструкции на поперечные изображения выберите открытый файл команды, чтобы открыть набор данных файла. Откройте диалоговый файл Предпочтения и выберите расширенную вкладку. Используйте алгоритм адаптивной визуализации для построения 3D-моделей, которые обеспечивают более гладкую детализацию поверхности.
Используйте 10 в качестве параметра локальности, который определяет расстояние в пикселях до соседней точки, используемой для нахождения границы объекта. Свести к минимуму допуск до 0,1, чтобы уменьшить размер файла. Чтобы указать объем интереса, вручную выберите два изображения, чтобы установить в качестве верхней и нижней части выбранного диапазона VOI, а затем перейти на вторую страницу, Регион интересов.
Вручную выберите область интереса на одном поперечном изображении. Повторите выбор рентабельности инвестиций для каждых 10-15 поперечных изображений. Далее переместим на третью страницу, Binary Selection.
В меню гистограммы щелкните Из набора данных, чтобы показать распределение яркости гистограммы со всех изображений набора данных. Кроме того, в меню Histogram щелкните меню файла Создать 3D-модель. Сохраните 3D-модель кости в формате файла STL.
В программном обеспечении Meshmixer импортная сетка и выберите Все для редактирования. Выберите продукцию из редактирования набора инструментов, а затем выберите Triangle Budget из набора инструментов Уменьшить цель. Уменьшите трисчет и примите изменения.
Resave недавно сокращенный файл в формате STL, выбрав Экспорт As.To дизайн supraspinatus сухожилия плечевой кости, использовать твердое моделирование компьютерной программы дизайна для создания пользовательских подходят модели плечевой кости захвата приспособления. Откройте файл формата STL кости плечевой кости в программе твердого моделирования и сохраните как часть файла в формате SLDPRT. Затем откройте файл Части, чтобы вручную создать три анатомически релевантные плоскости, например, sagittal, корональный и поперечный.
Нажмите на файл Новый, чтобы создать твердую часть компонента блока. Нажмите на файл New, чтобы создать модель сборки с двумя компонентами, сплошной блок и правой или левой кости плечевой кости. Определите ориентацию кости внутри блока, чтобы обеспечить угол между сухожилием и костью, чтобы быть 180 градусов.
Убедитесь, что весь объем кости помещается внутри блока. В окне Сборки выберите блок и нажмите компонент редактирования из панели инструментов Сборки. Нажмите Вставка, Особенности, Полость.
Выберите единообразное масштабирование и введите 0%в качестве значения для масштабирования во всех направлениях. Подавите костную часть и сохраните сборку как часть. Откройте цилиндр с частью полости.
Создайте эскиз, убедитесь, что оставить только 0,5 миллиметра над плечевой головой. Из функций выберите Extruded Cut. Вырежьте сборку вдоль сагиттаальной плоскости, чтобы создать два симметричных компонента, которые соответствуют кости передней и задней.
Вырежьте сборочную часть вдоль сагиттаальной плоскости, чтобы создать два симметричных компонента, которые соответствуют кости передней и задней. Очень важно обеспечить плечевую головку, чтобы предотвратить отказ пластины роста и определить жесткий клиренс, который позволяет избежать отсоедичения плечевой кости от модели во время тестирования. Продолжить, как описано в рукописи, чтобы закончить задний компонент и передний компонент.
Сохранить оба компонента в качестве отдельных файлов части. Теперь нажмите вставить шаблон, зеркало, и выберите Зеркало для создания 3D зеркальных моделей для каждого компонента прибора для противоположной конечности. Выберите переднюю сторону в качестве зеркального лица равнины.
Выберите часть в качестве тела для зеркала. Выберите плоскость зеркала и создайте эскиз, который включает в себя весь материал. Из функций выберите Extruded Cut, чтобы удалить исходную часть и сохранить только зеркальную часть.
Нажмите на нижнюю часть части и использовать в качестве плоскости, чтобы сделать эскиз. Нажмите на sketch Text и добавьте L или R.This добавляет etch в нижней части светильников, чтобы различать левую и правую стороны. Сохраните все части арматуры в стандартном формате файла STL в рамках подготовки к 3D-печати.
Чтобы вскрыть надспинатус мышцы-тендон, плечевой кости образца, первое положение усыпляемой мыши в положении склонны и сделать разрез в коже сверху локоть предпыли к плечу. Используйте типсы, чтобы тщательно удалить кожу с тупым рассечением, так что мускулатура плеча видна. Удалите ткани, окружающие плечевой кости, пока кость подвергается.
Держите плечевой кости с типсами и тщательно удалить дельтоидные и трапециевидные мышцы, чтобы разоблачить коракоакромиальной арки. Определите сустав переменного тока и тщательно отделяйте ключицу от акромиона скальпелем. Заботьтесь, чтобы не повредить сухожилие supraspinatus и его костлявые вложения, удалить мышцу из его лопатки вложения с помощью скальпеля лезвие.
Отсоедините плечевую головку от гленоида и развяжете суставную капсулу и инфраспинат subscapularis и teres незначительные сухожилия. Разобщить локтевой сустав, чтобы отделить плечевой кости от локтевой кости и радиуса. Изолировать плечевой кости-супраспинат сухожилия образца и очистить избыток мягких тканей на плечевой кости и плечевой кости.
Чтобы вскрыть ахиллово сухожилие, кальканевую кость, распоить усыпанную мышь в положении склонного. Заботьтесь, чтобы не повредить ахиллово сухожилие и его костлявую привязанность, удалить кожу с тупым вскрытием, так что мускулатура вокруг лодыжки и коленных суставов подвергается. Используя лезвие скальпеля, начиная с крепления ахиллова сухожилия-кальканея, тщательно отсоединяет мышцу гастрокнеймиуса от проксимальных вложений.
Тщательно отмять кальканеус от различных смежных костей и изолировать ахиллово сухожилие-кальканеус образца и очистить избыток мягких тканей. Чтобы определить поперечную область сухожилия, вставьте кость вверх дном, чтобы приостановить образец в криотрубе, наполненном агарозным гелем с костью в агарозе геля и сухожилия и мышцы снаружи. После сканирования с помощью микрокомпьютерной томографии аккуратно удалите мышцу из сухожилия с помощью скальпеля.
Вставьте кость в 3D печатный прибор и прикрепите их к испытательным сеткам. Вставьте и приклейте сухожилие между сложенной тонкой бумагой и зажимьте его с помощью тонких захватов пленки. Вставьте образец и ручки в испытательную ванну PBS при 37 градусах по Цельсию и выполните механический тест.
В этом исследовании, используя многоразовые 3D печатные светильники для захвата кости, время подготовки образца было сокращено с нескольких часов до нескольких минут. Репрезентативные кривые деформации нагрузки для напряженного тестирования сухожилия супраспината с помощью современных методов устранили крупный захватывающий артефакт, такой как отказ пластины роста. Механические свойства супраспината и ахиллова сухожилия демонстрируют значительный эффект секса на основе неспареных Т-тестов со значением P менее 0,05.
Микро КТ успешно измерила поперечную область по длине сухожилия супраспината по длине ахиллова сухожилия. Важно помнить, что каждый анатомические сайт имеет конкретные критерии проектирования, необходимые для эффективного захвата. Поэтому дизайн для каждого светильника должен быть соответствующим образом адаптирован.
В дополнение к напряженному тестированию на отказ, эти приспособления могут быть использованы для циклических тестов нагрузки, которые предоставляют информацию об усталости сухожилий и вискоэлеастических свойств. Характеристика механических свойств сухожилий мурина является редкостью в литературе из-за ряда причин, в том числе трудности в захвате этих небольших тканей, утомительные и трудоемкие методы подготовки образца, и переломы пластин роста. Этот протокол представляет собой эффективный по времени и воспроизводимый метод для тестирования сухожилий мыши, который устранил сбои в захвате артефактов и утроил количество образцов, которые могут быть протестированы в день.
