Name: a friction testing-bioreactor device for study of synovial joint biomechanics, mechanobiology, and physical regulation
Uploaded: 2022-06-02T13:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Friction Testing-Bioreactor Device for Study of Synovial Joint Biomechanics, Mechanobiology, and Physical Regulation at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet af Orthopaedic Scientific Research Foundation, NIH 5R01 AR068133, NIH TERC 5P41EB027062 og NIGMS R01 692 GM083925 (Funder ID: 10.13039/100000057).

Unge knæled fra kvæg, der stammede fra et lokalt slagteri, blev anvendt til denne undersøgelse. Undersøgelser med sådanne prøver af kvægprøver er undtaget fra Columbia Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC).
1. Design af friktionstestanordningen
BEMÆRK: En skematisk repræsentation af friktionstestanordningen er vist i figur 1. Enheden er bygget på en stiv bundplade (ikke vist), der fungerer som en ...

Et dynamisk mekanisk miljø eksisterer i leddet, da brusk udsættes for tryk-, træk- og forskydningskræfter og hydrostatiske og osmotiske tryk44,45. Selvom brusk er det vigtigste bærende væv i leddet, gennemgår synoviumet også friktionsinteraktioner med bruskoverfladen og med sig selv i regioner, hvor vævet foldes. De fysiske interaktioner mellem brusk og synovium er sandsynligvis ansvarlige for at overføre celler og frigive mesenkymale stamceller i det f...

Slidgigt (OA) er en svækkende, degenerativ ledsygdom, der rammer mere end 32 millioner amerikanske voksne med en sundheds- og socioøkonomisk pris på over 16,5 milliarder dollars1. Sygdommen har klassisk været karakteriseret ved nedbrydning af ledbrusk og subkondral knogle; ændringer i synovium har dog for nylig fået påskønnelse, da synovitis har været forbundet med OA-symptomer og progression 2,3,4. I primær (idiopatisk) OA hæmmer normal 'slitage' forbundet med aldring bruskens evne til at opretholde sine bærende og smørefunktioner. De spændinger, der genereres ved langvarig glidende kontakt mellem ledbrusklag eller glidende kontakt mellem brusk og implantatmaterialer, har vist sig at lette delamineringsslitage gennem træthedssvigt i undergrunden 5,6. Da der findes et dynamisk mekanisk miljø i leddet 7,8, kan friktionsinteraktionerne mellem ledbrusk og synovium påvirke ledhomeostase gennem slid på vævsniveau og cellulær mekanotransduktion. For at studere disse mekaniske og mekanobiologiske processer er en enhed designet til at replikere bevægelsen af leddet med tæt kontrol over tryk- og friktionsbelastning 5,6,9,10,11,12,13.
Den nuværende protokol beskriver en friktionstestanordning, der leverer gensidig, oversætter bevægelse og trykbelastning til kontaktflader af levende vævseksplosioner. Den computerstyrede enhed tillader brugerkontrol af varigheden af hver test, påført belastning, bevægelsesområde for oversættelsesfasen og oversættelseshastighed. Enheden er modulær, hvilket giver mulighed for test af forskellige modflader, såsom væv-på-væv (brusk-på-brusk og synovium-på-brusk) og væv-på-glas. Ud over de funktionelle målinger, der opnås af testeren, kan vævs- og smørebadkomponenter vurderes før og efter test for at evaluere de biologiske ændringer, der er givet af et givet eksperimentelt regime.
Undersøgelser af brusktribologi er blevet udført i årtier, og der er udviklet flere teknikker til måling af friktionskoefficienter mellem brusk og glas og brusk på brusk14,15. De forskellige tilgange er motiveret af leddet og / eller smøremekanismen af interesse. Der er ofte en afvejning mellem kontrol af eksperimentelle variabler og rekapitulering af fysiologiske parametre. Pendul-stil enheder bruger intakte samlinger som omdrejningspunktet for et simpelt pendul, hvor en fælles overflade oversættes frit over den anden overflade 14,16,17,18. I stedet for at anvende intakte led kan friktionsmålinger opnås ved at glide bruskeksplosioner over ønskede overflader 14,19,20,21,22,23,24,25. Rapporterede friktionskoefficienter for ledbrusk har varieret over et bredt område (fra 0,002 til 0,5) afhængigt af driftsbetingelserne14,26. Enheder er oprettet for at replikere roterende bevægelse 23,27,28. Gleghorn et al.26 udviklede et multi-well brugerdefineret tribometer til at observere brusksmøringsprofiler ved hjælp af Stribeck-kurveanalyse, og en lineær oscillerende glidebevægelse blev påført mellem brusk mod et fladt glas modface.
Denne enhed sigter mod at isolere friktionsresponser og udforske mekanobiologien af levende væv under forskellige belastningsforhold. Enheden anvender en forenklet testopsætning, der simulerer ledartikulation gennem trykglidning, som kan tilnærme både rullende og glidende bevægelse med den forståelse, at modstanden i ren rullebevægelse er ubetydelig i forhold til den målte friktionskoefficient for ledbrusk29. Oprindeligt bygget til at studere virkningerne af interstitiel væsketryk på friktionsresponsen af ledbrusk9, er testeren siden blevet brugt til at undersøge emner som friktionseffekter ved fjernelse af den overfladiske zone af brusk10, smørende virkninger af synovialvæske11, bruskslidhypoteser 5,6,30 og synovium-på-vævsfriktionsmålinger13 . Friktionstestende bioreaktor kan udføre friktionseksperimenter under sterile forhold, hvilket giver en ny mekanisme til at undersøge, hvordan friktionskræfter påvirker de mekanobiologiske reaktioner af levende brusk og synovium. Dette design kan bruges som en biomimetisk bioreaktor til at studere den fysiske regulering af levende ledvæv som reaktion på anvendt fysiologisk belastning forbundet med diarthrodial ledartikulation.
Denne undersøgelse præsenterer en konfiguration til synovium-på-brusk friktionstest over en række kontaktspændinger og i forskellige smørebade. Det artikulerende overfladeareal i de fleste led er i høj grad synovialvæv31. Mens synovium-på-bruskglidning ikke forekommer på primære bærende overflader, kan friktionsinteraktionerne mellem de to væv stadig have vigtige konsekvenser for reparation af vævsniveau og cellemekanotransduktion. Det har tidligere vist sig, at fibroblastlignende synoviocytter (FLS), der befinder sig på synoviumets intimale lag, er mekanosensitive og reagerer på væskeinduceret forskydningsspænding32. Det er også blevet påvist, at stretch 33,34 og væskeinduceret forskydningsspænding35 modulerer FLS smøremiddelproduktion. Som sådan kan direkte glidekontakt mellem synovium og brusk give en anden mekanisk stimulus til residente celler i synoviumet.
Kun få rapporter om synoviumfriktionskoefficienter er blevet offentliggjort31,36. Estell et al.13 søgte at udvide den tidligere karakterisering ved at bruge biologisk relevante modflader. Med friktionstestanordningens evne til at teste levende væv er det muligt at efterligne fysiologiske vævsinteraktioner under ledartikulation for at belyse rollen som kontaktforskydningsstress på synoviocytfunktionen og dens bidrag til krydstalen mellem synovium og brusk. Sidstnævnte har været impliceret i formidling af synovial ledbetændelse i gigt og post-skade. På grund af bruskens fysiske nærhed til synovium og synovialvæske, som indeholder synoviocytter, der udviser multipotent kapacitet, herunder chondrogenese, postuleres det, at synoviocytter spiller en rolle i bruskhomeostase og reparation ved podning til ledoverfladen. I denne sammenhæng kan fysisk kontakt og gensidig klipning af brusk-synovium og synovium-synovium øge tilgængeligheden af synoviocytter til områder med bruskskade 37,38,39,40. Undersøgelser ved hjælp af synovium-på-brusk konfigurationer vil ikke kun give indsigt i fælles brutto vævsmekanik og tribologi, men de kan også føre til nye strategier til opretholdelse af fælles sundhed.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aluminum foil</td>
			<td>Reynolds Group Holdings</td>
			<td>Reynolds Wrap</td>
			<td>Sterile tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum-framed acrylic enclosure</td>
			<td>Custom made</td>
			<td></td>
			<td>Friction tester component</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclavable instant sealing sterilization pouches</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>01-812-54</td>
			<td>Sterilization of tools</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclave</td>
			<td>Buxton</td>
			<td></td>
			<td>Sterilization of tools</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beaker (250 mL)</td>
			<td>Pyrex Vista</td>
			<td>70000</td>
			<td>Tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine (Povidone Iodine Prep Solution)</td>
			<td>Medline Industries, LP</td>
			<td>MDS093906</td>
			<td>Sterile tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biological safety cabinet</td>
			<td>Labconco</td>
			<td>Purifier Logic+ Class II, Type A2 BSC</td>
			<td>Sterile tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biospy punch</td>
			<td>Steritool Inc.</td>
			<td>50162</td>
			<td>Tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Box cutter</td>
			<td>American Safety Razor Company</td>
			<td>94-120-71</td>
			<td>Tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Circular acrylic-sillicone post (synovium)</td>
			<td>Custom made</td>
			<td></td>
			<td>Tissue mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Culture media</td>
			<td>Custom made</td>
			<td></td>
			<td>DMEM (Cat No. 11-965-118; Gibco) supplemented with 50 &#956;g/mL L-proline (Cat. No. P5607; Sigma), 100 &#956;g/mL sodium pyruvate (Cat. No. S8636; Sigma), 1% ITS (Cat. No. 354350; Corning), and 1% antibiotic&#8211;antimycotic (Cat. No. 15-240-062, Gibco)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate (Loctite 420 Clear)</td>
			<td>Henkel</td>
			<td>135455</td>
			<td>Tissue mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dead weights</td>
			<td>OHAUS</td>
			<td></td>
			<td>Normal load</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 200 proof</td>
			<td>Decon Labs, Inc.</td>
			<td>2701</td>
			<td>Dilute to 70 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fixed base</td>
			<td>ThorLabs, Inc.</td>
			<td>SB1T</td>
			<td>Friction tester component</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps (synovium harvest)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11019-12</td>
			<td>Tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps (synovium mounting)</td>
			<td>Excelta</td>
			<td>3C-S-PI</td>
			<td>Tissue mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Horizontal linear encoder (for translating stage)</td>
			<td>RSF Electronics, Inc.</td>
			<td>MSA 670.63</td>
			<td>Friction tester component; system resolution of 1 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot glue gun and glue</td>
			<td>FPC Corporation</td>
			<td>Surebonder Pro 4000A</td>
			<td>Tissue mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabVIEW</td>
			<td>National Instruments Corporation</td>
			<td>LabVIEW&#160; 2010</td>
			<td>Friction testing program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Load cell</td>
			<td>JR3 Inc.</td>
			<td>20E12A-M25B</td>
			<td>Friction tester component; 0.0019 lbs resolution in x&#38;y, 0.0038 lbs resolution in z</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loading platen</td>
			<td>Custom made</td>
			<td></td>
			<td>Tissue mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>O-ring</td>
			<td>Parker</td>
			<td>S1138AS568-009</td>
			<td>Tissue mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish (60 mm)</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>351007</td>
			<td>Tissue mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PivotLok Work Positioner (tibia holder)</td>
			<td>Industry Depot, Pivot Lok</td>
			<td>PL325</td>
			<td>Tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Removable base</td>
			<td>ThorLabs, Inc.</td>
			<td>SB1B</td>
			<td>Friction tester component</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ring stand</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel blades</td>
			<td>Havel&#39;s Inc.</td>
			<td>FSC22</td>
			<td>Tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel handle</td>
			<td>FEATHER Safety Razor Co., Ltd.</td>
			<td>No. 4</td>
			<td>Tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screwdriver</td>
			<td>Wera</td>
			<td>3334</td>
			<td>Tissue harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stage</td>
			<td>JMAR</td>
			<td></td>
			<td>Friction tester component</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stepper motor</td>
			<td>Oriental Motor Co., Ltd.</td>
			<td>PK266-03B</td>
			<td>Friction tester component</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suction tool</td>
			<td>Virtual Industries, Inc.</td>
			<td>PEN-VAC Vacuum Pen</td>
			<td>Tissue mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Support rod</td>
			<td>Custom made</td>
			<td></td>
			<td>Tissue mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14061-09</td>
			<td>Tissue mounting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Synovial fluid (bovine)</td>
			<td>Animal Technologies, Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Friction testing bath</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Testing bath</td>
			<td>Custom made</td>
			<td></td>
			<td>Phosphate-Buffered Saline (PBS) with protease inhibitors: 0.04% isothiazolone-base biocide (Proclin 950 Cat. No. 46878-U; Sigma) and 0.1% protease inhibitor - 0.05 M ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA (Cat. No. 0369; Sigma)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue culture incubator</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>Isotemp</td>
			<td>Sterile culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vertical linear encoder (for loading stage)</td>
			<td>Renishaw</td>
			<td>T1031-30A</td>
			<td>Friction tester component; 20 nm resolution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Voice coil actuator</td>
			<td>H2W Technologies</td>
			<td>NCC20-15-027-1RC</td>
			<td>Friction tester component</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a friction testing-bioreactor device for study of synovial joint biomechanics, mechanobiology, and physical regulation

Ved primær slidgigt (OA) hæmmer normalt 'slid' forbundet med aldring bruskens evne til at opretholde sine bærende og smørefunktioner, hvilket fremmer et skadeligt fysisk miljø. Friktionsinteraktionerne mellem ledbrusk og synovium kan påvirke fælles homeostase gennem slid på vævsniveau og cellulær mekanotransduktion. For at studere disse mekaniske og mekanobiologiske processer beskrives en enhed, der er i stand til at replikere leddets bevægelse. Friktionstestanordningen styrer leveringen af gensidig oversættende bevægelse og normal belastning til to kontakt biologiske modflader. Denne undersøgelse vedtager en synovium-på-brusk-konfiguration, og friktionskoefficientmålinger præsenteres for test udført i et fosfatbufferet saltvand (PBS) eller synovialvæske (SF) bad. Testen blev udført for en række kontaktspændinger, der fremhæver SF's smøreegenskaber under høje belastninger. Denne friktionstestanordning kan bruges som en biomimetisk bioreaktor til undersøgelse af den fysiske regulering af levende ledvæv som reaktion på anvendt fysiologisk belastning forbundet med diarthrodial ledartikulation.

En synovium-på-brusk konfiguration blev brugt til at friktionsteste juvenil kvægeksplolanter. Synoviumet blev monteret på en akrylbelastningsplade med en diameter på 10 mm, således at det intimale lag ville være i kontakt med den underliggende brusk. En tibialstrimmel blev brugt som brusk-modflade (figur 6A). Tibialstrimler blev skåret med en dybde på ca. 1,4 mm og en størrelse på 10 mm x 30 mm. Prøverne blev undersøgt i 1 time ved 37 °C i et fosfatbufferet saltvandsbad (PBS) el...

Watch this Scientific Journal Video about A Friction Testing-Bioreactor Device for Study of Synovial Joint Biomechanics, Mechanobiology, and Physical Regulation at JoVE.com

A Friction Testing-Bioreactor Device for Study of Synovial Joint Biomechanics, Mechanobiology, and Physical Regulation

Den nuværende protokol beskriver en friktionstestanordning, der anvender samtidig gensidig glidning og normal belastning på to kontakt biologiske modflader.

En friktionstest-bioreaktorenhed til undersøgelse af synovial fælles biomekanik, mekanik og fysisk regulering

In primary osteoarthritis (OA), normal 'wear and tear' associated with aging inhibits the ability of cartilage to sustain its load-bearing and lubrication ...

Traditionelt har vi brugt testeren til at studere ikke-levende væv til at beregne friktionskoefficienter, men vi udvider testerens muligheder for at teste levende væv og evaluere biologiske interaktioner betydeligt. Friktionstestanordningen leverer gensidig oversættelse af bevægelse og trykbelastning til kontaktflader af levende vævseksplosioner. Enheden er modulær, hvilket giver mulighed for test af forskellige biologiske modflader.Metoden kan give indsigt i, hvordan friktionskræfter påvirker de mekaniske og mekanobiologiske reaktioner af levende brusk og synovium, hvilket kan føre til nye strategier til opretholdelse af fælles sundhed. Begynd med at høste det unge kvægsynovium. Brug et skalpelblad til at spore omridset af synoviumområdet af interesse.Brug pincet til at gribe den ene ende af synoviumet og løft forsigtigt for at strække synoviumdistal til den underliggende knogle. Brug et skalpelblad til at fjerne synovium fra knoglen og placere vævet i passende kulturmedier eller testbadopløsning. Høst derefter ungkvægbrusk ved at fastgøre skinnebenet i en justerbar holder.Fjern menisken omhyggeligt, mens du undgår kontakt med bruskoverfladen. På de ydre kanter af tibialplateauet skal du bruge en kasseskærer til at skære vinkelret på brusk mod knoglen. Skær helt gennem brusk for at lave lige kanter eller sider.Fjern overskydende væv. På ydersiden af kanterne skal du bruge kasseskæreren til at lave et rent snit ved grænsefladen mellem knoglen og brusken. For at fjerne tibialstrimlen fra plateauoverfladen skal du forsigtigt indsætte en fladskruetrækker under snittet og forsigtigt rotere for at løsne ledbrusk fra den subkondrale knogle.Når prøven løsnes, skal du langsomt skubbe skruetrækkeren fremad, indtil bruskstrimlen løsner sig fra knoglen. Sørg for, at skruetrækkeren skubbes mod knoglen, ikke brusk. Brug en kasseskærer til at skære tibial plateauoverfladen for at producere rektangulære prøver af ønsket størrelse og tykkelse.Anbring væv i passende kulturmedier eller testbadopløsning. Hvis tibialstrimlen bruges som nederste modflade, skal du fjerne den aftagelige magnetiske base og lime en petriskål med en diameter på 60 millimeter på den øverste overflade af den aftagelige base. Når petriskålen er limet på plads, skal du fastgøre den løsrevne bund til den faste bund og markere petriskålen for at angive en glidende retning.Påfør en lille mængde cyanoacrylat i midten af skålen. Juster tibialstrimlen med scenens glidende retning. Tryk forsigtigt bruskstrimlen på fadet.Gendan den aftagelige magnetiske base til dens parrede faste base i friktionstesteren. Fyld petriskålen med den ønskede testbadopløsning. Hvis synoviumet bruges som øverste modflade, skal du fjerne læssepladen og støttestangen fra friktionstesteren.Placer synovium oven på den cirkulære plade. For at sikre synoviumet spredes en O-ring over dens omkreds. Brug pincet til forsigtigt at trække i synoviumet for at strække vævet stramt og fladt under O-ringen.Trim overskydende væv med kirurgisk saks. Genindlæssepladen og støttestangen tilbage til friktionstesteren. Læssepladens lodrette højde justeres således, at synovium svæver over den nederste modflade og nedsænkes i testbadet.Indsæt de monterede prøver i friktionstesteranordningen. Åbn MF DAQ for analog databuild. Initialiser Load PID og Trigger Dynamic Caller Windows i programmet.Kør den analoge data build MF DAQ og initialiser load PID-vinduet ved at trykke på knappen Kør. Naviger til fanen Stepper i vinduet Trigger Dynamic Caller. Angiv accelerationen, hastigheden og afstanden for oversættelsesfasen i brugerinputfelterne.For at indtaste testvarigheden skal du klikke på knappen Åbn mappe nederst til højre i tabellen Tidstilstand og vælge trinr timeindeksfilstien. Angiv derefter testvarigheden igen under fanen Stemmespole. Vælg stemmespoleindeksets filsti ved at klikke på knappen Åbn mappe nederst til højre i tabellen Tidstilstand, og vælg filen.Dette skal udføres, uanset om stemmespolen bruges eller ej. Påfør den normale belastning. Hvis du bruger dødvægte, skal du placere de ønskede vægte på de lineære lejer over læssepladen.Sørg for, at den påførte belastning plus vægten af læssepladen og støttestangen ikke overstiger vejecellens nominelle kapacitet. Vælg stien og filnavnet til datalagring ved hjælp af knappen Åbn mappe til højre for feltet Ret til fil. Gem filen med filtypenavnet txt.Centrer den nederste modflade under den øverste modflade, og indstil denne som nul X-positionen. For at gøre dette skal du køre vinduet Trigger Dynamic Caller ved at trykke på knappen Kør. På fanen Stepper skal du klikke på knappen Hjem for at flytte scenen til den sidst gemte nul X-position.Hvis modfladerne ikke er justeret, skal du flytte scenen ved at klikke på den grønne venstre og højre piletast. Når den ønskede placering er nået, skal du klikke på knappen nul for at gemme den aktuelle sceneplacering som den nye nul X-position. Stop vinduet Trigger Dynamic Caller ved at klikke på knappen Stop.Når de øverste og nederste modflader er centreret, skal du starte friktionstest af prøverne ved at starte scenens cykliske bevægelse. Når scenen bevæger sig, skal du langsomt bringe det øverste modstykke i kontakt med bunden. Lad testen køre, og indsaml friktionstestdataene.Efter den ønskede testvarighed skal testen stoppes ved at trykke på Stop-knappen og ved at aflæse prøverne ved at hæve den øverste modflade og flytte den ud af kontakt med den nederste modflade. Brug den brugerdefinerede kode til at beregne friktionskoefficienten og hysteresen pr. Cyklus. Sørg for, at en enkelt mappe indeholder alle relevante filer.Åbn friktionscykluskørslen. m fil. Klik på knappen Kør i scriptet.Vælg den rå datafil, der skal analyseres, og den ønskede gemte placering. Friktionskoefficienten og hystereseplotterne udsendes af MATLAB. En synovium-på-brusk-konfiguration blev brugt til at friktionsteste unge kvægeksplolanter, hvor synoviumet blev monteret på en akrylbelastningsplade med en diameter på 10 millimeter, således at det intime lag ville være i kontakt med den underliggende brusk.En tibialstrimmel blev brugt som brusk-modflade. En effektiv friktionskoefficient blev beregnet ud fra gennemsnittet af FT divideret med FN over hver frem- og tilbagegående cyklus og derefter plottet mod testvarighed for at give et friktionskoefficient-versus-tidsdiagram. For hver test blev friktionskoefficientværdierne beregnet som gennemsnit over hele testen.I et PBS-testbad steg de gennemsnitlige friktionskoefficientværdier, efterhånden som kontaktspændingen steg. Omvendt forblev de gennemsnitlige friktionskoefficientværdier ens, da kontaktspændingen steg i et bovint synovialvæskebad. Husk at begynde at indsamle belastningsdata, før du bringer overfladerne i kontakt.Dette sikrer, at der kan beregnes en korrekt tarabelastning. Vævs- og smørebadkomponenter kan vurderes før og efter test for at evaluere de biologiske ændringer, der gives af et givet eksperimentelt regime.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Mechanical Engineering

Anatomy and Physiology

Bioengineering

Unit 1

Friction

The Joints

SCIENTISTS IN ACTION

Micropatterned Surfaces to Study Hyaluronic Acid Interactions with Cancer Cells

Cancer invasion and progression involves a motile cell phenotype, which is under complex regulation by growth factors/cytokines and extracellular matrix ...

Microfluidic Fabrication of Polymeric and Biohybrid Fibers with Predesigned Size and Shape

Mikrofluidisk fremstilling af polymere og biohybridfibre med foruddefineret størrelse og form

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and ...

A Novel Three-dimensional Flow Chamber Device to Study Chemokine-directed Extravasation of Cells Circulating under Physiological Flow Conditions

A Novel Tre-dimensionel Flow Chamber Device at studere Chemokin-rettet Ekstravasation Celler Cirkulerende under fysiologiske strømning

Extravasation of circulating cells from the bloodstream plays a central role in many physiological and pathophysiological processes, including stem cell ...

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

Engineering Platform and Experimental Protokol for design og evaluering af et neuralt-kontrollerede Powered transfemoral Protese

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

A Novel Stretching Platform for Applications in Cell and Tissue Mechanobiology

A Novel Stretching Platform for Applications i cellebiologi og Mechanobiology

Tools that allow the application of mechanical forces to cells and tissues or that can quantify the mechanical properties of biological tissues have ...

Composite Scaffolds of Interfacial Polyelectrolyte Fibers for Temporally Controlled Release of Biomolecules

Composite Stilladser af Interfacial Polyelectrolyte fibre til Tidsmæssigt kontrolleret frigivelse af Biomolekyler

Various scaffolds used in tissue engineering require a controlled biochemical environment to mimic the physiological cell niche. Interfacial ...

Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane (PDMS) Co-axial Flow Focus Device

Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane PDMS Co-axial Flow Focus Device

Dobbelt Emulsion Generation Ved hjælp af en Polydimethylsiloxan (PDMS) Co-axial Flow Focus Device

Double emulsions are useful in a number of biological and industrial applications in which it is important to have an aqueous carrier fluid. This paper ...

Soft Lithographic Procedure for Producing Plastic Microfluidic Devices with View-ports Transparent to Visible and Infrared Light

Blød Litografisk Procedure for at producere plast mikrofluid enheder med Se-porte gennemsigtig til synligt og infrarødt lys

Infrared (IR) spectro-microscopy of living biological samples is hampered by the absorption of water in the mid-IR range and by the lack of suitable ...

Stiffness Measurement of Soft Silicone Substrates for Mechanobiology Studies Using a Widefield Fluorescence Microscope

Stivhed måling af blød silikone underlag for Mechanobiology undersøgelser ved hjælp af en Widefield fluorescens mikroskop

Soft tissues in the human body typically have stiffness in the kilopascal (kPa) range. Accordingly, silicone and hydrogel flexible substrates have been ...

Microfluidic Model to Mimic Initial Event of Neovascularization

Mikrofluidisk model til at efterligne indledende hændelse af Neovascularization

Neovascularization is usually initialized from an existing normal vasculature and the biomechanical microenvironment of endothelial cells (ECs) in the ...