The authors would like to acknowledge the Center for Advanced Vehicular Systems (CAVS) at Mississippi State University for providing testing facilities and Rush Sports Medical of Meridian, Mississippi for their monetary support.

Not: sunulan test yöntemi için protokol (http://nocsae.org/ mevcut) Aşağıdaki NOCSAE belgelere atıfta: NOCSAE DOC.002-13m13: 18 &quot;YENİ ÜRETİLEN FUTBOL kasklar için STANDART PERFORMANS ÖZELLİKLERİ&quot;. NOCSAE DOC.011-13m14d: 24 &quot;TEST İÇİN NOCSAE STANDARTLARI İÇİN ÜRÜN NUMUNE SEÇİMİ İÇİN ÜRETİCİLERİ USUL KILAVUZU&quot;. NOCSAE DOC.087-12m14: &quot;FUTBOL FACEGUARDS İÇİN ETKİ TESTİ VE PERFORMANS GEREĞİ STANDART YÖNTEM&quot; 25. NOCSAE DOC.100-96m14: 26 &quot;TEST EKİPMAN VE ETKİ TESTİ İÇİN SORUN GİDERME KILAVUZU&quot;. NOCSAE DOC.101-00m14a: &quot;EKİPMAN KALİBRASYON İŞLEMLERİ&quot; 27 1. Deney Düzeneği <ol><li> NOCSAE DOC Bölüm 15.1 tanımlandığı gibi NOCSAE ikiz telli açılan taşıyıcı tertibatını Construct. 001, 18, Şekil 5&#39;te gösterildiği gibi. doğrulayınmontaj tüm bileşenlerinin güvenli bağlıdırlar. </li><li> kafa formu rotator ayarlayıcısı üzerinde istenen konuma sahip kafa formu yaka hizalayarak ve kafa formu dişli kilit halkasını sıkarak damla taşıyıcı düzeneğine boyutu &quot;büyük&quot; NOCSAE kafa formu takın. Not: kafa formu yeni veya tamir ise, NOCSAE DOC Bölüm 5&#39;e bakınız. 100. 26 </li><li> Güvenli kafa formu ağırlık merkezinde bulunan ivmeölçer plakasına üç eksenli ivmeölçer ekleyin. akselerometre plakasındaki deliklerle ivme her iki delik sıraya ivmeölçer plakasının ortasına ivmeölçer yerleştirin. Bir Allen başlı tornavida her iki vidayı takın ve ivmeölçer güvenli akselerometre plakasına monte edilene kadar saat yönünde sıkın kullanma. </li><li> Üreticinin özelliklerine göre veri toplama sistemi yapılandırın. 28 <ol><li> bağlantiVeri toplama montaj kabloları t. <ol><li> Daha sonra koaksiyel splitter her çıkış için bir koaksiyel kablo bağlayın, üç yollu koaksiyel splitter ivmeölçer kablosunu bağlayın. </li><li> amplifikatör modülü arkasında bulunan üç yollu koaksiyel kanal 1, 2 için bir sensör giriş portuna splitter, ve 3 her koaksiyel kablo serbest ucunu. </li><li> amplifikatör modülü (kanal, 1, 2, ve 3) veri toplama sistemi (kanal 1, sırasıyla, 2 ve 3), ön giriş bağlantıları çıkış bağlantı noktaları ile koaksiyal kabloyu. </li><li> veri toplama sisteminin arka konnektörüne RS-232 kablosunun bölünmüş ucunu. </li><li> Kişisel Bilgisayar (PC) Com Limanı&#39;na 1 kalan RS-232 kablosunu bağlayın. </li></ol></li><li> Kişisel Bilgisayar (PC) ve giriş açın. </li><li> Indirmek ve bilgisayara veri toplama sistemi yazılımı yükleyin. </li><li> Veri toplama montaj Güç:Daha sonra &quot;açık&quot; konumuna amplifikatör geçiş anahtarı çevirmek, bir güç kaynağına her bileşenler 120 voltluk prize takın. </li><li> Yazılımı açmak için masaüstünde bulunan veri toplama programı simgesini çift tıklatın. </li><li> modül durumunu kontrol etmek isteyen bir ileti gözlemlemek, &quot;evet&quot; i tıklayın. </li><li> Deney Düzeneği Dosya yükleyin. &quot;Kur&quot; sekmesini tıklayın &quot;Aç&quot; aşağı kaydırarak ve ardından &quot;Test Setup&quot; seçeneğini seçin. <ol><li> , Bilgisayar dizin göz bulun ve &quot;NOCSAE1.TSF&quot; etiketli test kurulum dosyasını seçin. &quot;Load&quot; tıklayın. </li></ol></li><li> ivmeölçer sensörü bilgilerini girin. <ol><li> Aktif Modül kanal 3 sarı Sensör Girişi simgesini tıklatın. </li><li> &quot;CAL Değeri&quot; metin kutusuna z ekseni ivme için kalibrasyon değerini (mV / G) yerleştirin. </li><li> &quot;ÖNCEKİ&quot; düğmesini tıklayın. </li><li> Tekrarlayın 1.4.8.1 Basamaklar - y ekseni ivme için 1.4.8.3 (kanal 2) ve th içinE x ekseni ivme (kanal 1). </li><li> sensörü çıkmak için yeşil &quot;Dönüş&quot; simgesine tıklayın. </li></ol></li><li> yeşil &quot;Kaydet&quot; simgesine tıklayın ve ardından &quot;NOCSAE-Jüpiter&quot; olarak test Kur adlandırın. </li><li> &quot;Kaydet&quot; düğmesini tıklatın. </li></ol></li></ol> 2. Kask Hazırlık <ol><li> darbe testleri için kask modeli seçin. kask belgelendirme için NOCSAE DOC.011 göre test etmek için seçin örnekleri. 24 test Tablo 1 ve Şekil 1 ve 2 de gösterildiği gibi uygun numune. </li><li> Seçilen her bir kask modeli için karşılık gelen faceguards seçin. NOCSAE standart farklı olarak, bu tür kask için temel faceguard taban kask darbe testleri yapmak. </li><li> Philips tornavida kullanarak, güvenli bir şekilde doğru faceguard ve test için seçilen her kask tüm faceguard özgü donanım takın. NOCSAE Standart test metho aksined ekli faceguards tüm kask test edin. </li><li> Tablo 1, NOCSAE DOC göre sıcaklıklarda Durumu kask. 002 7 ve laboratuvar ortamında ya da çevresel odasına onları teşhir ederek NOCSAE DOC.087 25. Ortam sıcaklığında ilk kask damla testleri yapmak. <ol><li> test öncesi, bir laboratuar ortamında, en az 4 saat 72 ° F ± 5 ° F (22 ° C ± 2 ° C), seçilen kask hareket ettirin. </li><li> Tüm ortam sıcaklığı etkiler yapılmıştır varsa, 4 için Tablo 1&#39;e göre, klimalı sıcaklığa kask maruz ancak 24 saat daha uzun. 7 Not: En az iki ama Kaydedilen en yüksek SI neden en fazla dört darbe yerleri yüksek sıcaklıkta test edilecek ortam sıcaklığı damla değerleri. </li></ol></li></ol> 3. Kalibrasyon <ol><li> Kafa formu Kalibrasyon gerçekleştirin: Her kafa formu önce üç eksenli ivmeölçer kullanarak test kalibre edilmelidir, 3 &quot;kalibrasyon MEP ped ve açılan yerleri / belirli kalibrasyon MEP pad yıllık NOCSAE Kalibrasyon Tampon Yeterlilik Raporu ile tanımlanan hızları. <ol><li> Güvenli bir Allen anahtarı kullanarak örs 3 &quot;Kalibrasyon MEP pedi takın. </li><li> Yıllık NOCSAE Kalibrasyon Tampon Yeterlilik Raporu kullanarak, bir darbe konumu ve ilgili çarpma hızı seçin. </li><li> kafa formu döndürücü montaj ve örs kılavuz rayı kullanarak istenen darbe yönü (ön, yan veya üst) kafa formu ve örs ayarlayın. Tablo 1, NOCSAE DOC Ek 2&#39;ye bakınız. 001, 18 ve NOCSAE DOC. 100. 26 <ol><li> kafa formu rotator aksamından konik-loc cıvatasını sökün ve istenilen konuma cıvata delikleri hizalayın kafa formu ayarlayıcı yönlendirmek. Takın ve güvenli fakonik-loc cıvatasını sten. </li><li> kafa formu dişli kilit halkasını gevşetin ve gerekli yönelime kafa formu burun pozisyonu döndürün. Güvenli kafa formu dişli kilitleme bileziğini sıkmak. </li><li> İki taban plakası-örs cıvataları gevşetin ve istenen darbe konum elde edilene kadar örs kaydırın. Baz plakalı örs cıvataları sıkın ve tüm bağlantıların güvenli bir şekilde bağlanmış olduğundan emin olun. </li></ol></li><li> Taşıyıcı düzeneğini düşmesi bırakma sistemini takın. salma sisteminin yüksekliği damla taşıyıcı tertibatını kaldırın. ardından &quot;Açık&quot; konumuna elektromanyetik bırakma sistemi için geçiş anahtarı çevirmek damla taşıyıcı montaj onun eki noktasına bırakma System Center. </li><li> İstenen çarpma hızı elde etmek için belirlenen belirli bir yüksekliğe kadar taşıyıcı tertibatını damla kaldırın. Not: Belirli yükseklikleri nedeniyle sürtünme değişimlerine her bir sistem için farklılık gösterebilir. Ek etkileri doğru gelen hız bir sağlamak için yükseklik değişen yürütülen gerekebilirchieved. </li><li> Bir etkinlik kaydı için hazır veri toplama sistemi (göre spesifikasyonları 28 üretmektedir). <ol><li> Deney Düzeneği Dosya yükleyin. &quot;Test&quot; sekmesini tıklatın ve sonra &quot;Veri Toplama&quot; butonuna tıklayınız. </li><li> , Bilgisayar dizin göz bulun ve &quot;NOCSAE-JoVE.TSF&quot; etiketli test kurulum dosyasını seçin. &quot;Load&quot; tıklayın. </li><li> &quot;Tamam&quot; ı tıklayın. </li><li> Bir test açıklaması &quot;Açıklama&quot; iletişim kutusunu yazın ve ardından &quot;Sekme&quot; tuşuna basın. </li><li> &quot;JoVE1&quot; yazın, bir 5 karakter testi kimliğini sağlamak ve &quot;Devam&quot; butonuna tıklayınız. </li><li> &quot;Devam&quot; düğmesine tıklayın. </li><li> enstrümantasyon ısınma yukarı gözlemleyin. Sayaç 15 s ulaştığında, &quot;Devam&quot; düğmesine tıklayın. </li><li> otomatik ivmeölçer kalibrasyonu sistemini gözlemlemek. tüm kutuları yeşil renkli sonra, &quot;Devam&quot; düğmesine tıklayın. </li></ol></li><li> salma sistemi kullanarak, taşıma assembl damlay ve aynı anda bırakma sistemi güç kontrol kutusu üzerinde bulunan her iki geçiş anahtarları çevirerek olayı kaydetmek için veri toplama sistemi tetikler. </li><li> Hesaplayın ve elde edilen SI değeri kaydedin. Sonuç SI 2 ±% 1.200 olduğundan emin olun. </li><li> adımları tekrarlayın 3.4.2-3.4.8 sonuçları üç Gerekli çarpma yerleri her biri için elde edilinceye kadar. Not: Kalibrasyon pedleri NOCSAE tarafından belirlenen laboratuvarda yılda yeniden nitelendirildi edilmelidir. </li></ol></li><li> Bir sistem kontrolü yapın ve sonuçları korumak. (Bölüm 18, NOCSAE DOC.001 18) </li></ol> 4. Test Prosedürü <ol><li> Bir sistem kontrolü yapın ve sonuçları korumak. </li><li> MEP test pedi için kalibrasyon için kullanılan MEP pedi değişimi. </li><li> Seç darbe konumu ve Tablo 1&#39;e göre test etmek için hız. Not: Etkiler düşük damla hızından en yüksek yapılmalıdır. Ortam sıcaklığı etkiler shoulşartlı etkileri önce yapılacaktır d. </li><li> Düzgün, Şekil 1 ve 2 ve 3. bölümde adımlara uygun olarak tasvir edildiği gibi, istenen darbe konumu elde etmek için kafa formu yönelimi ve örs konumunu ayarlamak. </li><li> test için kask seçin. </li><li> Düzgün talimatları ve NOCSAE prosedürlerini uydurma kask üreticilerine göre kafa formu için seçilen kask takın. Ayarlayın ve güvenli kask kafa formu için Chinstrap takın. Not: faceguard ek kısıtlamalar nedeniyle, talk tozunun bir ışık uygulaması kafa formu kask montaj yardımcı olabilir. </li><li> Taşıyıcı düzeneğini düşmesi mekanik serbest bırakma sistemi takın. </li><li> İstenen çarpma hızı elde etmek için belirlenen belirli bir yüksekliğe kadar taşıyıcı tertibatını damla kaldırın. </li><li> Bir etkinlik kaydı için hazır veri toplama sistemi. Tekrarlayın 3.4.8 ile 3.4.1 adımları. </li><li> CARRI damla mekanik ayırma sistemini kullanarakyaş montaj ve aynı anda olayı kaydetmek için veri toplama sistemi tetikler. </li><li> Hemen darbeden sonra, kayıt SI, HIC ve tepe ivme sonuçları. </li><li> geçmek için kaydedilen sonuçları karşılaştırın / kriterleri başarısız. NOCSAE Standard farklı olarak, / bir geçiş ayarlanmış tüm 5.46, 4.88 için 700 SI değeri başarısız ve 4,23 m / sn etkileri. Tüm 3.46 m / sn etkileri için 300 SI kriterini başarısız / geçiş koruyun. </li><li> Sonuçlar gerekli tüm etkileri için elde edinceye kadar tekrarlayın 4,3-4,11 adımları. Not: kafa formu yönelim ve örs konumunu değiştirmeden önce belirli bir etki yeri için tüm kask test etmek kabul edilebilir. </li><li> Test tamamlandıktan sonra bir sistem kontrolü yapın ve sonuçları korumak. </li><li> Veri doğrulama: pre-test ve post-test sistemi kontrolleri karşılaştırın ve herhangi bir varyasyonu% 7 veya daha az olduğundan emin olun. </li></ol><img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53929/53929table1.jpg" /> Tablo 1:damla hızı (m / sn) ve darbe konumu gereği etkileri gösteren futbol kask düşme testi matrisi. (NOCSAE DOC değiştirilmiş Tablo. 002-13m13) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53929/53929table1large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

<ol>
	<li>Langlois, J. A., Rutland-Brown, W., Wald, M. 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+epidemiology+and+impact+of+traumatic+brain+injury:+a+brief+overview.">The epidemiology and impact of traumatic brain injury: a brief overview.</a> J Head Trauma Rehabil. (5), 375-378 (2006).</li><li>Broglio, S. P., 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=Head+impacts+during+high+school+football:+a+biomechanical+assessment.">Head impacts during high school football: a biomechanical assessment.</a> J Athl Train. 44, 342-349 (2009).</li><li>Broglio, S. P., Martini, D., Kasper, L., Eckner, J. T., Kutcher, J. S. <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+head+impact+exposure+in+high+school+football:+Implications+for+regulating+contact+practices.">Estimation of head impact exposure in high school football: Implications for regulating contact practices.</a> Am. J. Sports Med. 41, 2877-2884 (2013).</li><li>Costanza, A., 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=Review:+Contact+sport-related+chronic+traumatic+encephalopathy+in+the+elderly:+clinical+expression+and+structural+substrates.">Review: Contact sport-related chronic traumatic encephalopathy in the elderly: clinical expression and structural substrates.</a> Neuropathol Appl Neurobiol. 37, 570-584 (2011).</li><li>McKee, A. C., Cantu, R. C., Nowinski , C. J., Hedley-Whyte, E. T., Gavett, B. E., Budson, A. E., Santini, V. E., Lee, H. S., Kubilus , C. A., Stern, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+traumatic+encephalopathy+in+athletes:+progressive+tauopathy+after+repetitive+head+injury.">Chronic traumatic encephalopathy in athletes: progressive tauopathy after repetitive head injury.</a> J. Neuropathol Exp Neurol. , 709-735 (2003).</li><li>Bartsch, A., Benzel, E., Miele, V., Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+test+comparisons+of+20th+and+21st+century+American+football+helmets:+Laboratory+investigation.">Impact test comparisons of 20th and 21st century American football helmets: Laboratory investigation.</a> J Neurosurg. 116, 222-233 (2012).</li><li>NOCSAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard Performance Specification for Newly Manufactured Football Helmets. , (2013).</li><li>Greenwald, R. M., Gwin, J. T., Chu, 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=Head+Impact+Severity+Measures+for+Evaluating+Mild+Traumatic+Brain+Injury+Risk+Exposure.">Head Impact Severity Measures for Evaluating Mild Traumatic Brain Injury Risk Exposure.</a> Neurosurg. 62, 789-798 (2008).</li><li>Newman, J. A., Yoganandan, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Accidental Injury: Biomechanics and Prevention. , (2015).</li><li>Newman, J. A., Shewchenko, N., Welbourne, 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+proposed+new+biomechanical+head+injury+assessment+function+-+the+maximum+power+index.">A proposed new biomechanical head injury assessment function - the maximum power index.</a> Stapp Car Crash J. 44, 215-247 (2000).</li><li>Gadd, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+a+weighted-impulse+criterion+for+estimating+injury+hazard.">Use of a weighted-impulse criterion for estimating injury hazard.</a> SAE Technical Papers. , (1966).</li><li>Lissner, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Studies+on+the+Relation+Between+Acceleration+and+Intracranial+Pressure+Changes+in+Man.">Experimental Studies on the Relation Between Acceleration and Intracranial Pressure Changes in Man.</a> Surgery, Gynecology and Obsterics. III, 329-338 (1960).</li><li>Gurdjian, E. S., 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=Concussion+-+Mechanism+and+Pathology.">Concussion - Mechanism and Pathology.</a> , (1963).</li><li>Patrick, L. 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=Survival+by+Design+-+Head+Protection.">Survival by Design - Head Protection.</a> , (1963).</li><li>Versace, 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+review+of+the+Severity+Index.">A review of the Severity Index.</a> SAE Technical Papers. , (1971).</li><li>Newman, 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=A+new+biomechanical+assessment+of+mild+traumatic+brain+injury.+Part+2.+Results+and+conclusions.">A new biomechanical assessment of mild traumatic brain injury. Part 2. Results and conclusions.</a> Proceedings of International Research Conference on the Biomechanics of Impacts. , 223-233 (2000).</li><li>NOCSAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard Performance Specification for Newly Manufactured Football Helmets. , (2011).</li><li>NOCSAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard Test Method and Equipment used in Evaluating the Performance Characteristics of Protective Headgear/Equipment. , (2015).</li><li>NOCSAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard Method of Impact Test and Performance Requirements for Football Faceguards. , (2011).</li><li>NOCSAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standards and Process. , (2013).</li><li>Gwin, J. T., 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=An+investigation+of+the+NOCSAE+linear+impactor+test+method+based+on+in+vivo+measures+of+head+impact+acceleration+in+American+football.">An investigation of the NOCSAE linear impactor test method based on in vivo measures of head impact acceleration in American football.</a> J Biomech Eng. 132, (2010).</li><li>NOCSAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard Performance Specification for Newly Manufactured Lacrosse Helmets with Faceguards. , (2013).</li><li>Hodgson, V. R., Thomas, L. M., Prasad, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testing+the+validity+and+limitations+of+the+severity+index.">Testing the validity and limitations of the severity index.</a> SAE Technical Papers. , (1970).</li><li>NOCSAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Manufactureers Procedural Guide for Product Sample Selection for Testing to NOCSAE Standards. , (2014).</li><li>NOCSAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard Method of Impact Test and Performance Requirements for Football Faceguards. , (2014).</li><li>NOCSAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Troubleshooting Guide for Test Equipment and Impact Testing. , (2014).</li><li>NOCSAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Equipment Calibration Procedures. , (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

çiftler futbol kask ve faceguard damla darbe testleri NOCSAE bildirilen metodoloji, modern futbol kask daha iyi performans karakteristiklerini değerlendirmek için eşsiz bir teknik sunmaktadır. Modern futbol kaskları bu daha iyi performans özelliğini değerlendirmek için en kritik adımlar şunlardır: 1) doğru mekanik test cihazı kurma; 2) doğru kalibrasyon prosedürlerini yürütmek; ve 3) düzgün kafa formu için kask / faceguard takılması. Bu metodoloji doğru test kurulumu...

Motivasyon Bu modifiye damla kule test yöntemi ana hedefi daha yakından Amerikan futbol kask sisteminin on-alan etkilerini temsil ve gelişmiş güvenlik standartlarını teşvik etmektir. gerektirdiği test yöntemi kask etkili bir sarsıntı önlenmesi için geliştirilmiş başlık geliştirmek için gerekli sistematik tepki bilgi sağlayabilir. sarsılmaların oluşumu ısrarla gibi Amerikan Futbolu olarak temas sporları, başına bela olmuş durumda. Sadece Amerika Birleşik Devletleri&#39;nde, sporla ilgili beyin sarsıntısı 1,6 milyon 3,8 kez her yıl meydana tahmin edilmiştir. 1 Bir futbolcu 1500&#39;den fazla kafa etkileri her sezon olabilir. 2, 3 en etkilerin büyüklüğü alt sarsıcı olsa da, kronik travmatik ensefalopati (CTE) olarak bilinen bir darbe kaynaklı nörodejeneratif hastalık uzun vadeli beyin hasarına yol açabilir, bu etkilerin birikimi. 4CTE hafıza kaybı, davranış ve kişilik değişiklikleri, Parkinson sendromu ve konuşma ve bazen de intihara yol açmıştır yürüme anormallikleri yol beyinde tau proteininin birikmesi ile bağlantılıdır. 5 Futbol kask son 15 yıl içinde bazı teknolojik gelişmeleri yaptık, ancak bu bile günümüzün en gelişmiş kask tamamen kask olay kuvvetlerinin tüm azaltmak değil ve bu nedenle, sporcular hala beyin sarsıntısı tabi. Bartsch ve arkadaşları tarafından yürütülen bir çalışma. 6 gösterdi birçok durumda kafa darbe dozları ve kafa travması riskleri, bağbozumu leatherhead kask yaygın olarak kullanılan 21. yüzyıl kask uylumluydu giyen futbol kask tasarımı ve test standartları geliştirilmesi ihtiyacını gösteren ederken. Özellikle, NOCSAE sertifika 7 kask damla testleri dahil olmak faceguard gerektirmez. t ilave sertlikO dramatik genel mekanik tepki değiştirmek istiyorsunuz kask bağlı faceguard. Bu çalışma daha güvenli kask tasarımları teşvik etmek için bir itici güç olarak hizmet verecek daha sağlam kask güvenlik standartlarını sağlamak için bir yöntem gerektirir. Arka fon Kafa Yaralanma Ölçümleri sarsılmaların ilgili kesin biyolojik mekanizmaları tanımlanamayan kalır. çok iş çeşitli yaralanma ölçümlere göre kafa travması toleransları ölçmek için çalışırken yapılmıştır olurken, anlaşmazlık bu kriterlere ilişkin biyomedikal topluluk ortaya çıkmıştır. doğrusal ivme, dönme hızlanma, darbe süresi ve darbe: Bu yaralanma mekanizmaları çeşitli kuruluşlar ilişkilendirmek gerekiyor. 8, 9, 10, 11 çeşitli Sakatlık kriterleri doğrusal ivme bir ölçüsü olarak bir sarsıntı tanımlamak için kullanılmıştır. Wayne State Tolerans Eğrisi (WSTC) 12, 13, 14 darbe süresi karşı doğrusal ivme için bir eşik eğrisi sınırı tanımlayarak bir önden çarpma sırasında otomotiv çöker kafatası kırığı tahmin için geliştirilmiştir. WSTC gibi Önem İndeksi (SI) 11 gibi diğer yaralanma kriterleri için üs olarak görev yaptı ve Kafa Travması Kriter (HIC), 15 olan En sık kullanılan iki kriter vardır. SI ve HIC doğrusal ivme-zaman profillerinin ağırlıklı integraller dayalı hem de ölçü darbe şiddeti. Bu kriterler doğrusal ivme için eşik tanımlamalarına karşın, diğer kriterler gibi Baş Darbe Gücü endeksi gibi, dönme hızlanma hesaba öne sürülmüştür. 8, 10, 16 Bugünün kask test standartları genellikle için Wayne State dayalı bir yaralanma kriterinin kullanınlerance Eğrisi (yani HIC veya SI) veya pik ivme ölçüt veya bazı durumlarda her ikisini. bazı değişiklikler standart performans kriterlerine açısal ivme eklemek için gerekli olmakla birlikte, doğrusal ivme tabanlı kriterler baskın kalır. Bu çalışmada, kullanılan metrikler sağlanan her kask zirve bileşke ivmeler, SI ve HIC değerleri göreceli güvenliğini değerlendirmek için. Bu ölçümlerin yalnızca SI Atletik Ekipmanları (NOCSAE) futbol kask standartları Standartları geçerli Ulusal İşletim Komitesi değerlendirilmesi için kullanılır. SI, aşağıdaki denkleme dayalı, <img alt="denklem 1" src="/files/ftp_upload/53929/53929eq1.jpg" width="100" /> (1) Bir baş Ağırlık merkezi (CG) translasyon ivmesi ve t ivme süresi olduğu. 11, 17 SI göre t hesaplandıHesaplama Elde edilen ivme eğrisi boyunca 4 G eşiği ile sınırlıdır NOCSAE standartları 18, o. HIC değerleri, aşağıdaki denklem ile hesaplandı <img alt="denklem 1" src="/files/ftp_upload/53929/53929eq2.jpg" width="325" /> (2) Bir baş CG translasyon ivmesi, ve t, 1 ve T 2 HIC maksimum bir değere ulaştığı zaman aralığını, sırasıyla, ilk ve son kat olduğu. Tüm HIC değerleri zaman aralığının süresi 36 ms sınırlıdır HIC 36 idi bu çalışmada, hesaplanan. NOCSAE Futbol Kaskı Test Standartları NOCSAE Genel bakış 1969 yılında NOCSAE spor ile ilgili yaralanmaları azaltmak için bir gol ile futbol kaskları / faceguards ve diğer spor ekipmanları Amerikan için performans standartlarını geliştirmek için kuruldu. 17 NOCSAE futbol kask standartları futbol kaskları / faceguards için darbe zayıflama ve yapısal bütünlüğü için gereksinimleri kurarak kafa yaralanmaları azaltmak için Wayne State Üniversitesi&#39;nden Dr. Voigt Hodgson 9 tarafından geliştirilmiştir. Bu futbol kask standartlar sertifikasyon test ve kasklar için yıllık recertification prosedürlerini içermektedir. 2015 yılında, NOCSAE belirli bir Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü (ANSI) kask sertifikasyonu için akredite vücudun kullanımını gerektiren bir kalite güvence programı uyguladı. NOCSAE Test Yöntemi kask damla yapılmaktadır önce bunların kaldırılması için çağrıda olarak NOCSAE Futbol Kask Standart faceguards ile kask test içermez. NOCSAE kask test standartları 17 Gerekli çarpma hızları kafa formu ve kask kombinasyonu hızlandırmak için yerçekimi dayanan bir ikiz tel açılan impaktörü kullanmaktadır. NOCSAE kafa formu B cihaza alındıağırlık merkezinde i&#39;inci üç eksenli akselerometre. kafa formu ve kask kombinasyonu daha sonra 12.7 mm kalınlığında sert kauçuk Modüler Elastomer Programcı (MEP) ped ile kaplı bir çelik örs üzerine belirli hızlarda bırakılır. etkisi üzerine, ani ivme kaydedilir ve SI değerleri hesaplanır. Bunlar SI değerleri bir geçiş karşı karşılaştırılır / ortam ve yüksek sıcaklık etkileri de dahil olmak üzere gerekli darbe yerleri ve hızları ve iki sıcaklık, çeşitli üzerinde kriter başarısız. herhangi bir darbe için ortaya çıkan SI değeri eşik ihlal ederse, o zaman kask testi geçmek olmaz. Ayrı bir Standart Test Yöntemi futbol faceguard sertifikası için kullanılır. NOCSAE futbol faceguard standart yapısal bütünlük analizinin yanı sıra faceguard, Chinstrap etkisi zayıflama performansını değerlendirirken, ve bunların bağlanma sistemleri içerir. Her darbe ölçümü hiçbir yüz temas ve hiçbir benimle, testi geçmek 1.200 SI altında olmalıdırNOCSAE Standardı tarafından tanımlanan herhangi bir bileşeninin chanical yetmezliği,. 19 Orada bir teklif ek NOCSAE testi (Lineer Darbeli (LI)) faceguard ile kask içeren 20, ama bir taç etkisi itiraf edemiyor çünkü futbol kask sertifikasyonu için uygun değildir. LI açısal hızlanma indüklemek için doğrusal bir taşıma tablosu üzerine monte edilmiş bir hibrid III yapay boyun ile teçhiz edilmiş bir NOCSAE kafa formu üzerinde bulunan bir kask darbe pnömatik bir piston kullanır. Bu nedenle LI testi ek bir akım ikiz telli NOCSAE düşme testi prosedürüne testi ve yerine geçer. 20 yerine, LI testleri 21, biz sadece mevcut ikiz telli düşme testi prosedürüne iki senaryo eklemek için öneriyoruz. futbol kask sertifikasyonu için NOCSAE standart test yöntemi şu anda altı öngörülen darbe loca içerirleri ve bir rasgele darbe yer. öngörülen etki yerleri şunlardır: Ön (F), Ön Boss (FB), Side (S), Arka (R), Arka Boss (RB) ve Top (T). rastgele darbe konum testi kask tanımlanan kabul edilebilir etki alanı içinde herhangi bir noktadan bir bölge seçebilirsiniz. Modifiye NOCSAE damla kule testleri için darbe yerleri Ön Top (FT) ve Ön Üst Boss (FTB) darbe yerler olarak seçildi ne önceden tanımlanmış Ön ve Ön Boss darbe yerleri değiştirilmesi yer alıyor. Bizim Ön Üst ve Ön Üst Boss darbe yerleri de açılan testleri için faceguard dahil Lacrosse Kasklar için NOCSAE standart Ön ve Sağ Ön Boss darbe yerle aynıdır. Yerini Ön ve Ön Boss yerleri de dahil olmak üzere 22 kask kabuk darbe yerleri, Şekil 1&#39;de gösterilmiştir. Buna ek olarak, bu çalışmada modifiye kask test yöntemi iki faceguard IMPAC içerirFG Ön ve FG Bottom adlandırılmıştır t yerleri. İki faceguard etkiler yerleri mevcut NOCSAE faceguard sertifikasyon işlemleri için gerekli olan darbe konumları aynıdır. Bu çalışmada, modifiye NOCSAE darbe testleri sekiz etki yerleri Şekil 2&#39;de gösterilmiştir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53929/53929fig1.jpg" /> Şekil 1: futbol kask için yaklaşık etki yerleri. Altı anda NOCSAE düşme testi kask darbe konumları, Ön (F), Ön Patron (FB), Side (S), Üst (T), Arka (R) ve Arka Boss (RB), ve iki önerdiği etki yerleri gerekli , Ön Üst (FT), ve Ön Üst Boss (FTB). Not: Koruyucu başlık için NOCSAE standart test yöntemi Ön Üst ve Ön Üst Boss darbe konumları içermez (kırmızı metinde gösterilen) ve bu çalışma için de ön ve Ön Boss darbe yerleri değiştirin. (Görüntü NOCSAE DOC değiştirilmiş. 001-13m15b) <a= &quot;Https://www.jove.com/files/ftp_upload/53929/53929fig1large.jpg&quot; target = &quot;_ blank&quot; href&gt; bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/53929/53929fig2.jpg" /> Şekil 2: sekiz darbe yerleri gösteren NOCSAE düşme testi kurulumu Modifiye. Ön Üst, Ön Üst Boss, Side, Faceguard (FG) Ön, Arka, Arka Boss, Üst ve Alt Faceguard (FB). Not: NOCSAE standart faceguard eki içermez ve burada Ön Üst ve Ön Üst Boss, standart ön ve Ön Boss darbe yerleri değiştirin. (NOCSAE DOC değiştirilmiş görüntü. 002-11m12) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53929/53929fig2large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> NOCSAE futbol kask standartlarına h faceguard dahil hiç oysa Kask tasarımları giderek, son on yılda değiştifutbol kask performans özelliklerini değerlendirirken ELMET. Iken, son zamanlarda bir değişiklik bir geçiş dahil etmek yapılmıştır / 1997 öncesinde 1997 17 yılından bu yana değişmedi düşük hız etkileri (3.46 m / s), genel geçiş / 1200 SI sınırını başarısız 300 SI değeri başarısız, NOCSAE / kriterini başarısız geçiren 1.500 SI kullanılır. Hodgson ve arkadaşları. (1970) 540 SI değerleri olmayan miğferli kadavra darbe testlerinde doğrusal kafatası kırıkları üretilen varken fazla 1.000 SI değerleri, hayati tehlike olduğunu göstermiştir. 23 En modern futbol kask ancak tüm SI 540 altında iyi 1200 SI limitinin altında geçmek göstermiştir.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>PCB Triaxial Accelerometers</td>
			<td>PCB</td>
			<td>Model 353B17</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TDAS2 Data Acqusition System</td>
			<td>Diversified Technical Systems, Inc.&#160;</td>
			<td>TDAS2</td>
			<td>Or an equivalent Data Acquisition System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Current Source (Amplifier)&#160;</td>
			<td>Dytran Instruments, Inc.</td>
			<td>4114B1</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Velocity gate and flag</td>
			<td>CADEX</td>
			<td>SB203</td>
			<td>Or an equivalent velocimeter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">Selected Football Helmet(s)/faceguard assem.</td>
			<td></td>
			<td>including chinstrap and faceguard hardware</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Height Gauge</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Torque wrench</td>
			<td>Snap-on</td>
			<td>QD21000</td>
			<td>range to 200 in/lb minimum, 5 % accuracy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Twin-wire Guide Assembly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drop Carriage&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/2&#34; MEP Testing Pad</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/8&#34; Faceguard Testing Pad</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3&#34; MEP Calibration Pad</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1005</td>
			<td>Including Annual NOCSAE Calibration Pad Qualification Report</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3/8&#34; Hook-eye Turnbuckle</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1043</td>
			<td>Forged Steel with a 6&#34; take-up&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/8&#34; Wire Rope Thimble&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/8&#34; Spring Music Wire&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1045</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/8&#34; Wire Rope, Tiller Rope Clamp, Bronze&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1046</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3/8&#34; 16 x 3 &#8220; Eye Bolt&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1041</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3/8&#34; Forged Eye Bolt</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Right Angle DC Hoist Motor&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single Groove Sheave (Pulley), 3 &#190;&#34;&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Top Mount Plate</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18&#34; Top Channel Bracket&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wall Mount Channel Bracket, 4&#39; x 1 5/8&#34;&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mechanical Release System&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lift Cable, Wire Rope, 20&#39; Coil&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anvil Base Plate&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anvil&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Headform Adjuster&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Headform Rotator Stem</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Headform Threaded Lock ring</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;Headform Collar&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon Bushing&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1803</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small Headform&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medium Headform&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large Headform</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>1102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Taper-Loc Bolt</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DC Motor Speed Controller (Reversible)&#160;</td>
			<td>SIRC</td>
			<td>2001</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

modified drop tower impact tests for american football helmets

A modified National Operating Committee on Standards for Athletic Equipment (NOCSAE) test method for American football helmet drop impact test standards is presented that would provide better assessment of a helmet's on-field impact performance by including a faceguard on the helmet. In this study, a merger of faceguard and helmet test standards is proposed. The need for a more robust systematic approach to football helmet testing procedures is emphasized by comparing representative results of the Head Injury Criterion (HIC), Severity Index (SI), and peak acceleration values for different helmets at different helmet locations under modified NOCSAE standard drop tower tests. Essentially, these comparative drop test results revealed that the faceguard adds a stiffening kinematic constraint to the shell that lessens total energy absorption. The current NOCSAE standard test methods can be improved to represent on-field helmet hits by attaching the faceguards to helmets and by including two new helmet impact locations (Front Top and Front Top Boss). The reported football helmet test method gives a more accurate representation of a helmet's performance and its ability to mitigate on-field impacts while promoting safer football helmets.

Bu metodoloji sonuçlarının detaylı kantitatif analiz Rush ve arkadaşları tarafından sunuldu. Sonuçların bir özeti ve birleştiğinde faceguard kabuk kask test metodolojisi ilişkili etkinliği Rawlings Kuantum Plus Riddell 360, Schutt İyon 4D ve örnek olarak Xenith X2 kask kullanarak düşme testi sonuçlarında görüntülenir (gönderilen). faceguards farklı sonuçlar görüntülenen ile (büyüklük &quot;büyük&quot; bir), bu kask her faceguards olma...

Watch this Scientific Journal Video about Modified Drop Tower Impact Tests for American Football Helmets at JoVE.com

Modified Drop Tower Impact Tests for American Football Helmets

This article provides a novel technique to assess the performance characteristics of American football helmets by inclusion of faceguards during NOCSAE Standard drop tests. Additionally, two more impact locations are proposed to be added to the NOCSAE certification.

Amerikan Futbolu Kasklar için Modifiye Drop Tower Darbe Testleri

A modified National Operating Committee on Standards for Athletic Equipment (NOCSAE) test method for American football helmet drop impact test standards ...

modified-drop-tower-impact-tests-for-american-football-helmets

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Bioengineering

Unit 1

An Introduction to Statics

SCIENTISTS IN ACTION

10.8K Görüntüleme.  Mississippi State University. This article provides a novel technique to assess the performance characteristics of American football helmets by inclusion of faceguards during NOCSAE Standard drop tests. Additionally, two more impact locations are proposed to be added to the NOCSAE certification. 

Video: Modified Drop Tower Impact Tests for American Football Helmets

A Simple Hanging Drop Cell Culture Protocol for Generation of 3D Spheroids

Studies of cell-cell cohesion and cell-substratum adhesion have historically been performed on monolayer cultures adherent to rigid substrates. Cells within a tissue, however, are typically encased within a closely packed tissue mass in which cells establish intimate connections with many near-neighbors and with extracellular matrix components. Accordingly, the chemical milieu and physical forces experienced by cells within a 3D tissue are fundamentally different than those experienced by cells grown in monolayer culture. This has been shown to markedly impact cellular morphology and signaling. Several methods have been devised to generate 3D cell cultures including encapsulation of cells in collagen gels1or in biomaterial scaffolds2. Such methods, while useful, do not recapitulate the intimate direct cell-cell adhesion architecture found in normal tissues. Rather, they more closely approximate culture systems in which single cells are loosely dispersed within a 3D meshwork of ECM products. Here, we describe a simple method in which cells are placed in hanging drop culture and incubated under physiological conditions until they form true 3D spheroids in which cells are in direct contact with each other and with extracellular matrix components. The method requires no specialized equipment and can be adapted to include addition of any biological agent in very small quantities that may be of interest in elucidating effects on cell-cell or cell-ECM interaction. The method can also be used to co-culture two (or more) different cell populations so as to elucidate the role of cell-cell or cell-ECM interactions in specifying spatial relationships between cells. Cell-cell cohesion and cell-ECM adhesion are the cornerstones of studies of embryonic development, tumor-stromal cell interaction in malignant invasion, wound healing, and for applications to tissue engineering. This simple method will provide a means of generating tissue-like cellular aggregates for measurement of biomechanical properties or for molecular and biochemical analysis in a physiologically relevant model.

We describe a simple, rapid method of generating 3D tissue-like spheroids and their potential application to quantify differences in cell-cell interactions.

3D parçacıklarının Üretimi için Basit Asma Bırak Hücre Kültürü Protokolü

Studies of cell-cell cohesion and cell-substratum adhesion have historically been performed on monolayer cultures adherent to rigid substrates. Cells ...

Biyomühendislik

Hydrophobic Salt-modified Nafion for Enzyme Immobilization and Stabilization

Over the last decade, there has been a wealth of application for immobilized and stabilized enzymes including biocatalysis, biosensors, and biofuel cells.1-3 In most bioelectrochemical applications, enzymes or organelles are immobilized onto an electrode surface with the use of some type of polymer matrix. This polymer scaffold should keep the enzymes stable and allow for the facile diffusion of molecules and ions in and out of the matrix. Most polymers used for this type of immobilization are based on polyamines or polyalcohols - polymers that mimic the natural environment of the enzymes that they encapsulate and stabilize the enzyme through hydrogen or ionic bonding. Another method for stabilizing enzymes involves the use of micelles, which contain hydrophobic regions that can encapsulate and stabilize enzymes.4,5 In particular, the Minteer group has developed a micellar polymer based on commercially available Nafion.6,7 Nafion itself is a micellar polymer that allows for the channel-assisted diffusion of protons and other small cations, but the micelles and channels are extremely small and the polymer is very acidic due to sulfonic acid side chains, which is unfavorable for enzyme immobilization. However, when Nafion is mixed with an excess of hydrophobic alkyl ammonium salts such as tetrabutylammonium bromide (TBAB), the quaternary ammonium cations replace the protons and become the counter ions to the sulfonate groups on the polymer side chains (Figure 1). This results in larger micelles and channels within the polymer that allow for the diffusion of large substrates and ions that are necessary for enzymatic function such as nicotinamide adenine dinucleotide (NAD). This modified Nafion polymer has been used to immobilize many different types of enzymes as well as mitochondria for use in biosensors and biofuel cells.8-12 This paper describes a novel procedure for making this micellar polymer enzyme immobilization membrane that can stabilize enzymes. The synthesis of the micellar enzyme immobilization membrane, the procedure for immobilizing enzymes within the membrane, and the assays for studying enzymatic specific activity of the immobilized enzyme are detailed below.

This article will describe the procedure for synthesizing a hydrophobically modified Nafion enzyme immobilization membrane and how to immobilize proteins and/or enzymes within the membrane and test their specific activity.

Enzim immobilizasyonu ve stabilizasyonu için hidrofobik Tuz-modifiye Nafion

Over the last decade, there has been a wealth of application for immobilized and stabilized enzymes including biocatalysis, biosensors, and biofuel ...

3D Orbital Tracking in a Modified Two-photon Microscope: An Application to the Tracking of Intracellular Vesicles

The objective of this video protocol is to discuss how to perform and analyze a three-dimensional fluorescent orbital particle tracking experiment using a modified two-photon microscope1. As opposed to conventional approaches (raster scan or wide field based on a stack of frames), the 3D orbital tracking allows to localize and follow with a high spatial (10 nm accuracy) and temporal resolution (50 Hz frequency response) the 3D displacement of a moving fluorescent particle on length-scales of hundreds of microns2. The method is based on a feedback algorithm that controls the hardware of a two-photon laser scanning microscope in order to perform a circular orbit around the object to be tracked: the feedback mechanism will maintain the fluorescent object in the center by controlling the displacement of the scanning beam3-5. To demonstrate the advantages of this technique, we followed a fast moving organelle, the lysosome, within a living cell6,7. Cells were plated according to standard protocols, and stained using a commercially lysosome dye. We discuss briefly the hardware configuration and in more detail the control software, to perform a 3D orbital tracking experiment inside living cells. We discuss in detail the parameters required in order to control the scanning microscope and enable the motion of the beam in a closed orbit around the particle. We conclude by demonstrating how this method can be effectively used to track the fast motion of a labeled lysosome along microtubules in 3D within a live cell. Lysosomes can move with speeds in the range of 0.4-0.5 &#181;m/sec, typically displaying a directed motion along the microtubule network8.

In this video protocol we track - at high speed and in three dimensions - fluorescently labeled lysosomes within living cells, using the orbital tracking method in a modified two-photon microscope.

Modifiye İki foton mikroskop 3D Orbital Takip: Hücre içi veziküllerin İzlemeye Bir Uygulama

The objective of this video protocol is to discuss how to perform and analyze a three-dimensional fluorescent orbital particle tracking experiment using a ...

Gene Transfection toward Spheroid Cells on Micropatterned Culture Plates for Genetically-modified Cell Transplantation

To improve the therapeutic effectiveness of cell transplantation, a transplantation system of genetically modified, injectable spheroids was developed. The cell spheroids are prepared in a culture system on micropatterned plates coated with a thermosensitive polymer. A number of spheroids are formed on the plates, corresponding to the cell adhesion areas of 100 &#181;m diameter that are regularly arrayed in a two-dimensional manner, surrounded by non-adhesive areas that are coated by a polyethylene glycol (PEG) matrix. The spheroids can be easily recovered as a liquid suspension by lowering the temperature of the plates, and their structure is well maintained by passing them through injection needles with a sufficiently large caliber (over 27 G). Genetic modification is achieved by gene transfection using the original non-viral gene carrier, polyplex nanomicelle, which is capable of introducing genes into cells without disrupting the spheroid structure. For primary hepatocyte spheroids transfected with a luciferase-expressing gene, the luciferase is sustainably obtained in transplanted animals, along with preserved hepatocyte function, as indicated by albumin expression. This system can be applied to a variety of cell types including mesenchymal stem cells.

This protocol describes a cell transplantation system using genetically modified, injectable spheroids. Cell spheroids are cultured on micropatterned culture plates and recovered after gene introduction using polyplex nanomicelles. This system facilitates prolonged transgene expression from the transplanted cells in host animals while maintaining the innate function of the cells.

Genetik olarak tadil edilmiş hücre transplantasyonu için Micropatterned kültür plakalarında Sferoid hücrelere karşı gene

To improve the therapeutic effectiveness of cell transplantation, a transplantation system of genetically modified, injectable spheroids was developed. ...

Visualizing Angiogenesis by Multiphoton Microscopy In Vivo in Genetically Modified 3D-PLGA/nHAp Scaffold for Calvarial Critical Bone Defect Repair

The reconstruction of critically sized bone defects remains a serious clinical problem because of poor angiogenesis within tissue-engineered scaffolds during repair, which gives rise to a lack of sufficient blood supply and causes necrosis of the new tissues. Rapid vascularization is a vital prerequisite for new tissue survival and integration with existing host tissue. The de novo generation of vasculature in scaffolds is one of the most important steps in making bone regeneration more efficient, allowing repairing tissue to grow into a scaffold. To tackle this problem, the genetic modification of a biomaterial scaffold is used to accelerate angiogenesis and osteogenesis. However, visualizing and tracking in vivo blood vessel formation in real-time and in three-dimensional (3D) scaffolds or new bone tissue is still an obstacle for bone tissue engineering. Multiphoton microscopy (MPM) is a novel bio-imaging modality that can acquire volumetric data from biological structures in a high-resolution and minimally-invasive manner. The objective of this study was to visualize angiogenesis with multiphoton microscopy in vivo in a genetically modified 3D-PLGA/nHAp scaffold for calvarial critical bone defect repair. PLGA/nHAp scaffolds were functionalized for the sustained delivery of a growth factor pdgf-b gene carrying lentiviral vectors (LV-pdgfb) in order to facilitate angiogenesis and to enhance bone regeneration. In a scaffold-implanted calvarial critical bone defect mouse model, the blood vessel areas (BVAs) in PHp scaffolds were significantly higher than in PH scaffolds. Additionally, the expression of pdgf-b and angiogenesis-related genes, vWF and VEGFR2, increased correspondingly. MicroCT analysis indicated that the new bone formation in the PHp group dramatically improved compared to the other groups. To our knowledge, this is the first time multiphoton microscopy was used in bone tissue-engineering to investigate angiogenesis in a 3D bio-degradable scaffold in vivo and in real-time.

Visualizing Angiogenesis by Multiphoton Microscopy In Vivo in Genetically Modified 3D-PLGA/nHAp Scaffold for Calvarial Critical Bone Defect Repair

Here, we present a protocol to visualize blood vessel formation in vivo and in real-time in 3D scaffolds by multiphoton microscopy. Angiogenesis in genetically modified scaffolds was studied in a murine calvarial critical bone defect model. More new blood vessels were detected in the treatment group than in controls.

Angiogenez Multiphoton mikroskobu In Vivo genetiği değiştirilmiş 3D-PLGA/nHAp İskele tarafından grefti kritik Kemik defekti tamir için görselleştirme

The reconstruction of critically sized bone defects remains a serious clinical problem because of poor angiogenesis within tissue-engineered scaffolds ...

Initial Evaluation of Antibody-conjugates Modified with Viral-derived Peptides for Increasing Cellular Accumulation and Improving Tumor Targeting

Antibody-conjugates (ACs) modified with virus-derived peptides are a potentially powerful class of tumor cell delivery agents for molecular payloads used in cancer treatment and imaging due to increased cellular accumulation over current ACs. During early AC in vitro development, fluorescence techniques and radioimmunoassays are sufficient for determining intracellular localization, accumulation efficiency, and target cell specificity. Currently, there is no consensus on standardized methods for preparing cells for evaluating AC intracellular accumulation and localization. The initial testing of ACs modified with virus-derived peptides is critical especially if several candidates have been constructed. Determining intracellular accumulation by fluorescence can be affected by background signal from ACs at the cell surface and complicate the interpretation of accumulation. For radioimmunoassays, typically treated cells are fractionated and the radioactivity in different cell compartments measured. However, cell lysis varies from cell to cell and often nuclear and cytoplasmic compartments are not adequately isolated. This can produce misleading data on payload delivery properties. The intravenous injection of radiolabeled virus-derived peptide-modified ACs in tumor bearing mice followed by radionuclide imaging is a powerful method for determining tumor targeting and payload delivery properties at the in vivo phase of development. However, this is a relatively recent advancement and few groups have evaluated virus-derived peptide-modified ACs in this manner. We describe the processing of treated cells to more accurately evaluate virus-derived peptide-modified AC accumulation when using confocal microscopy and radioimmunoassays. Specifically, a method for trypsinizing cells to remove cell surface bound ACs. We also provide a method for improving cellular fractionation. Lastly, this protocol provides an in vivo method using positron emission tomography (PET) for evaluating initial tumor targeting properties in tumor-bearing mice. We use the radioisotope 64Cu (t1/2 = 12.7 h) as an example payload in this protocol.

Viral-derived peptides coupled to antibody-conjugates (ACs) is an approach gaining momentum due to the potential of delivering molecular payloads with increased tumor cell accumulation. Utilizing common methods to evaluate peptide conjugation, AC and payload intracellular accumulation, and tumor targeting, this protocol helps researchers during the key initial development phases.

Antikor conjugates ilk değerlendirilmesi ile Viral kaynaklı peptidler hücresel birikimi artan ve tümör hedefleme artırmak için değiştirilmiş

Antibody-conjugates (ACs) modified with virus-derived peptides are a potentially powerful class of tumor cell delivery agents for molecular payloads used ...

Construction and Setup of a Bench-scale Algal Photosynthetic Bioreactor with Temperature, Light, and pH Monitoring for Kinetic Growth Tests

The optimal design and operation of photosynthetic bioreactors (PBRs) for microalgal cultivation is essential for improving the environmental and economic performance of microalgae-based biofuel production. Models that estimate microalgal growth under different conditions can help to optimize PBR design and operation. To be effective, the growth parameters used in these models must be accurately determined. Algal growth experiments are often constrained by the dynamic nature of the culture environment, and control systems are needed to accurately determine the kinetic parameters. The first step in setting up a controlled batch experiment is live data acquisition and monitoring. This protocol outlines a process for the assembly and operation of a bench-scale photosynthetic bioreactor that can be used to conduct microalgal growth experiments. This protocol describes how to size and assemble a flat-plate, bench-scale PBR from acrylic. It also details how to configure a PBR with continuous pH, light, and temperature monitoring using a data acquisition and control unit, analog sensors, and open-source data acquisition software.

This paper describes the assembly process and operation of a bench-scale photosynthetic bioreactor that can be used, in conjunction with other methods, to estimate pertinent kinetic growth parameters. This system continuously monitors the pH, light, and temperature using sensors, a data acquisition and control unit, and open-source data acquisition software.

Kinetik Büyüme Testleri için Sıcaklık, Işık ve pH İzleme ile Bir Bench Ölçekli Algal Fotosentetik Biyoreaktörün Kurulması ve Kurulması

The optimal design and operation of photosynthetic bioreactors (PBRs) for microalgal cultivation is essential for improving the environmental and economic ...

Fragility Assessment of Bovine Cortical Bone Using Scratch Tests

Bone is a complex hierarchical material with five distinct levels of organization. Factors like aging and diseases like osteoporosis increase the fragility of bone, making it fracture-prone. Owing to the large socio-economic impact of bone fracture in our society, there is a need for novel ways to assess the mechanical performance of each hierarchical level of bone. Although stiffness and strength can be probed at all scales &#8211; nano-, micro-, meso-, and macroscopic &#8211; fracture assessment has so far been confined to macroscopic testing. This limitation restricts our understanding of bone fracture and constrains the scope of laboratory and clinical studies. In this research, we investigate the fracture resistance of bone from the microscopic to the mesoscopic length scales using micro scratch tests combined with nonlinear fracture mechanics. The tests are performed in the short longitudinal orientation on bovine cortical bone specimens. A meticulous experimental protocol is developed and a large number (102) of tests are conducted to assess the fracture toughness of cortical bone specimens while accounting for the heterogeneity associated with bone microstructure.

This study assesses the fracture toughness of bovine cortical bone at the sub-meso levels using microscopic scratch tests. This is an original, objective, rigorous, and reproducible method proposed to probe fracture toughness below the macroscopic scale. Potential applications are studying changes in bone fragility due to diseases like osteoporosis.

Kazıma testi kullanarak sığır kemik kırılganlığını değerlendirilmesi

Bone is a complex hierarchical material with five distinct levels of organization. Factors like aging and diseases like osteoporosis increase the ...

Fabrication and Characterization of Griffithsin-modified Fiber Scaffolds for Prevention of Sexually Transmitted Infections

Electrospun fibers (EFs) have been widely used in a variety of therapeutic applications; however, they have only recently been applied as a technology to prevent and treat sexually transmitted infections (STIs). Moreover, many EF technologies focus on encapsulating the active agent, relative to utilizing the surface to impart biofunctionality. Here we describe a method to fabricate and surface-modify poly(lactic-co-glycolic) acid (PLGA) electrospun fibers, with the potent antiviral lectin Griffithsin (GRFT). PLGA is an FDA-approved polymer that has been widely used in drug delivery due to its outstanding chemical and biocompatible properties. GRFT is a natural, potent, and safe lectin that possesses broad activity against numerous viruses including human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). When combined, GRFT-modified fibers have demonstrated potent inactivation of HIV-1 in vitro. This manuscript describes the methods to fabricate and characterize GRFT-modified EFs. First, PLGA is electrospun to create a fiber scaffold. Fibers are subsequently surface-modified with GRFT using 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS)chemistry. Scanning electron microscopy (SEM) was used to assess the size and morphology of surface-modified formulations. Additionally, a gp120 or hemagglutinin (HA)-based ELISA may be used to quantify the amount of GRFT conjugated to, as well as GRFT desorption from the fiber surface. This protocol can be more widely applied to fabricate fibers that are surface-modified with a variety of different proteins.

This manuscript describes the procedure to fabricate and characterize Griffithsin-modified poly(lactic-co-glycolic acid) electrospun fibers that demonstrate potent adhesive and antiviral activity against human immunodeficiency virus type 1 infection in vitro. Methods used to synthesize, surface-modify, and characterize the resulting morphology, conjugation, and desorption of Griffithsin from surface-modified fibers are described.

İmalat ve Fiber Griffithsin-modified iskele karakterizasyonu önlenmesi için cinsel enfeksiyonlar iletilen

Electrospun fibers (EFs) have been widely used in a variety of therapeutic applications; however, they have only recently been applied as a technology to ...

Visual Detection of Multiple Nucleic Acids in a Capillary Array

Multi-target, short time, and resource-affordable methodologies for the detection of multiple nucleic acids in a single, easy to operate test are urgently needed in disease diagnosis, microbial monitoring, genetically modified organism (GMO) detection, and forensic analysis. We have previously described the platform called CALM (Capillary Array-based Loop-mediated isothermal amplification for Multiplex visual detection of nucleic acids). Herein, we describe improved fabrication and performance processes for this platform. Here, we apply a small, ready-to-use cassette assembled by capillary array for multiplex visual detection of nucleic acids. The capillary array is pre-treated into a hydrophobic and hydrophilic pattern before fixing loop-mediated isothermal amplification (LAMP) primer sets in capillaries. After assembly of the loading adaptor, LAMP reaction mixture is loaded and isolated into each capillary, due to capillary force by a single pipetting step. The LAMP reactions are performed in parallel in the capillaries. The results are visually read out by illumination with a hand-held UV flashlight. Using this platform, we demonstrate monitoring of 8 frequently appearing elements and genes in GMO samples with high specificity and sensitivity. In summary, the platform described herein is intended to facilitate the detection of multiple nucleic acids. We believe it will be widely applicable in fields where high-throughput nucleic acid analysis is required.

This protocol describes the fabrication of a small, ready-to-use cassette that can be applied for visual detection of multiple nucleic acids in a single, test that is easy to operate. In this approach, a capillary array was used for multiplex and highly efficient detection of GMO targets.

Birden çok nükleik asit kapiller bir dizi görsel algılama

Multi-target, short time, and resource-affordable methodologies for the detection of multiple nucleic acids in a single, easy to operate test are urgently ...