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 arbeidet ble støttet av Orthopaedic Scientific Research Foundation, NIH 5R01 AR068133, NIH TERC 5P41EB027062 og NIGMS R01 692 GM083925 (Funder ID: 10.13039/100000057).

Juvenile bovine kneledd, hentet fra en lokal abattoir, ble brukt til den nåværende studien. Studier med slike bovine prøveprøver er unntatt fra Columbia Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC).
1. Designe friksjonstestingsenheten
MERK: En skjematisk representasjon av friksjonstestingsenheten er vist i figur 1. Enheten er bygget på en stiv bunnplate (ikke vist), som fungerer som en plattform for strukturel...

Et dynamisk mekanisk miljø eksisterer i leddet da brusk blir utsatt for kompressive, strekk- og skjærkrefter, og hydrostatiske og osmotiske trykk44,45. Selv om brusk er det viktigste bærende vevet i leddet, gjennomgår synoviumet også friksjonsinteraksjoner med bruskoverflaten og med seg selv i regioner der vevet brettes. De fysiske interaksjonene mellom brusk og synovium er sannsynligvis ansvarlige for å overføre celler og frigjøre mesenchymale stamceller...

Slitasjegikt (OA) er en svekkende, degenerativ leddsykdom som rammer mer enn 32 millioner amerikanske voksne, med en helse- og sosioøkonomisk kostnad på over $ 16,5 milliarder1. Sykdommen har klassisk vært preget av nedbrytning av leddbrusk og subkondralben; Imidlertid har endringer i synovium nylig fått takknemlighet da synovitt har vært knyttet til OA-symptomer og progresjon 2,3,4. I primær (idiopatisk) OA hemmer normal slitasje forbundet med aldring brusk evnen til å opprettholde sine bærende og smørefunksjoner. Påkjenningene som genereres ved langvarig skyvekontakt av leddbrusklag eller glidende kontakt av brusk mot implantatmaterialer, har vist seg å lette delamineringsslitasje gjennom tretthetssvikti undergrunnen 5,6. Som et dynamisk mekanisk miljø eksisterer innenfor ledd 7,8, friksjonsinteraksjoner av leddbrusk og synovium kan påvirke felles homeostase gjennom vevsnivå slitasje og cellulær mekanotransduksjon. For å studere disse mekaniske og mekanobiologiske prosessene er en enhet designet for å gjenskape leddets bevegelse med tett kontroll over kompresjons- og friksjonsbelastning 5,6,9,10,11,12,13.
Den nåværende protokollen beskriver en friksjonstestingsenhet som leverer gjensidig, oversettende bevegelse og kompresjonsbelastning til kontaktflater av levende vevsutvidere. Den datastyrte enheten tillater brukerkontroll av varigheten til hver test, anvendt belastning, bevegelsesområde for oversettelsesstadiet og oversettelseshastigheten. Enheten er modulær, noe som muliggjør testing av ulike motsnitt, for eksempel vev-på-vev (brusk-på-brusk og synovium-på-brusk) og vev-på-glass. I tillegg til de funksjonelle målingene oppnådd av testeren, kan vev og smørebadkomponenter vurderes før og etter testing for å evaluere de biologiske endringene som er gitt av et gitt eksperimentelt regime.
Studier av brusktribologi har blitt utført i flere tiår, og flere teknikker er utviklet for å måle friksjonskoeffisienter mellom brusk og glass og brusk på brusk14,15. De ulike tilnærmingene er motivert av leddet og/eller smøremekanismen av interesse. Det er ofte en avveining mellom kontroll av eksperimentelle variabler og recapitulation av fysiologiske parametere. Pendel-stil enheter bruker intakte ledd som fulcrum av en enkel pendel der en felles overflate oversettes fritt over den andre overflaten 14,16,17,18. I stedet for å bruke intakte ledd, kan friksjonsmålinger oppnås ved å skyve bruskplanter over ønskede overflater 14,19,20,21,22,23,24,25. Rapporterte friksjonskoeffisienter av leddbrusk har variert over et bredt spekter (fra 0,002 til 0,5) avhengig av driftsforholdene14,26. Enheter er opprettet for å gjenskape roterende bevegelse 23,27,28. Gleghorn et al.26 utviklet et multi-brønn tilpasset tribometer for å observere brusksmøringsprofiler ved hjelp av Stribeck-kurveanalyse, og en lineær oscillatorisk glidebevegelse ble påført mellom brusk mot et flatt glasstellersnitt.
Denne enheten tar sikte på å isolere friksjonsresponser og utforske mekanobiologien til levende vev under ulike belastningsforhold. Enheten benytter et forenklet testoppsett som simulerer leddartikulasjon gjennom kompressiv glidning, noe som kan tilnærme både rullende og glidende bevegelse med forståelsen av at motstanden i ren rullende bevegelse er ubetydelig i forhold til den målte friksjonskoeffisienten til leddbrusk29. Opprinnelig bygget for å studere effekten av interstitiell væsketrykk på friksjonsresponsen til leddbrusk9, har testeren siden blitt brukt til å utforske emner som friksjonseffekter av å fjerne den overfladiske sonen brusk10, smøreeffekter av synovialvæske11, brusk slitasje hypoteser 5,6,30, og synovium-on-tissue friksjonsmålinger13 . Den friksjonstestende bioreaktoren kan utføre friksjonseksperimenter under sterile forhold, og gir en ny mekanisme for å utforske hvordan friksjonskrefter påvirker de mekanobiologiske responsene til levende brusk og synovium. Denne utformingen kan brukes som biomimetisk bioreaktor for å studere fysisk regulering av levende leddvev som svar på anvendt fysiolog belastning forbundet med diartropiell leddartikulasjon.
Denne studien presenterer en konfigurasjon for synovium-på-brusk friksjon testing over en rekke kontaktspenninger og i ulike smørebad. Det artikulerende overflatearealet i de fleste ledd er i stor grad synovialvev31. Selv om synovium-on-brusk glidende ikke forekommer på primære bærende overflater, kan friksjonsinteraksjonene mellom de to vevene fortsatt ha viktige implikasjoner for reparasjon av vevsnivå og cellemekanotransduksjon. Det har tidligere vist seg at fibroblasterlignende synoviocytter (FLS) som ligger på det skremmende laget av synoviumet, er mekanosensitive, og reagerer på væskeindusert skjærspenning32. Det har også blitt demonstrert at strekk33,34 og væskeindusert skjærspenning35 modulerer FLS smøremiddelproduksjon. Som sådan kan direkte glidekontakt mellom synovium og brusk gi en annen mekanisk stimulans til beboerceller i synoviumet.
Bare noen få rapporter om synoviumfriksjonskoeffisienter har blitt publisert31,36. Estell et al.13 forsøkte å utvide den forrige karakteriseringen ved å bruke biologisk relevante motsnitt. Med friksjonstestingsenhetens evne til å teste levende vev, er det mulig å etterligne fysiologiske vevsinteraksjoner under leddartikulasjon for å belyse rollen som kontaktskjærspenning på synoviocyttfunksjon og dets bidrag til krysstale mellom synovium og brusk. Sistnevnte har vært involvert i å formidle synovial leddbetennelse i leddgikt og post-skade. På grunn av den fysiske nærheten til brusk til synovium og synovialvæske, som inneholder synoviocytter som viser multipotent kapasitet, inkludert kondrogenese, er det postulert at synoviocytter spiller en rolle i brusk homeostase og reparasjon ved å engrafere til leddoverflaten. I denne sammenhengen kan fysisk kontakt og gjensidig skjæring av brusksynovium og synoviumsynovium øke tilgjengeligheten av synoviocytter til områder med bruskskade 37,38,39,40. Studier som bruker synovium-on-bruskkonfigurasjoner vil ikke bare gi innsikt i felles grovvevsmekanikk og tribologi, men de kan også føre til nye strategier for å opprettholde felles helse.

<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

I primær slitasjegikt (OA) hemmer normal slitasje forbundet med aldring brusk evnen til å opprettholde sine bærende og smørefunksjoner, og fremmer et skadelig fysisk miljø. Friksjonssamhandlinger av leddbrusk og synovium kan påvirke ledd homeostase gjennom vevsnivå slitasje og cellulær mekanaltransduksjon. For å studere disse mekaniske og mekanobiologiske prosessene, beskrives en enhet som er i stand til å gjenskape leddets bevegelse. Friksjonstestingsenheten styrer leveringen av gjensidig oversettelsesbevegelse og normal belastning til to kontaktende biologiske motsnitt. Denne studien vedtar en synovium-på-bruskkonfigurasjon, og friksjonskoeffisientmålinger presenteres for tester utført i et fosfatbufret saltvann (PBS) eller synovialvæske (SF) bad. Testingen ble utført for en rekke kontaktspenninger, og fremhevet smøreegenskapene til SF under høye belastninger. Denne friksjonstestingsenheten kan brukes som biomimetisk bioreaktor for å studere fysisk regulering av levende leddvev som svar på anvendt fysiolog belastning forbundet med diartropiell leddartikulasjon.

En synovium-på-bruskkonfigurasjon ble brukt til å friksjonsteste juvenile bovine explants. Synoviumet ble montert på en akryllasteplaten med en diameter på 10 mm slik at det intimale laget ville være i kontakt med den underliggende brusk. En tibial stripe ble brukt som brusk motsnitt (figur 6A). Tibialstrimler ble kuttet med en dybde på ca. 1,4 mm og en størrelse på 10 mm x 30 mm. Prøvene ble testet i 1 time ved 37 °C i et fosfatbufret saltvannsbad (PBS) eller et bovint synovialvæ...

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 nåværende protokollen beskriver en friksjonstestingsenhet som bruker samtidig gjensidig glidende og normal belastning på to kontaktende biologiske motsnitt.

En friksjonstesting-bioreaktorenhet for studie av synovial leddbiomekanikk, mekanobiologi 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 ...

Tradisjonelt har vi brukt testeren til å studere ikke-levende vev for å beregne friksjonskoeffisienter, men vi utvider testerens evner til å teste levende vev betydelig og evaluere biologiske interaksjoner. Friksjonstestingsenheten leverer gjensidig oversettelsesbevegelse og kompressiv belastning til kontaktflater av levende vev. Enheten er modulær, noe som muliggjør testing av ulike biologiske motsnitt.Metoden kan gi innsikt i hvordan friksjonskrefter påvirker de mekaniske og mekanikeriske responsene til levende brusk og synovium, noe som kan føre til nye strategier for å opprettholde felles helse. Begynn med å høste det unge bovinsynoviumet. Bruk et skalpellblad, spor omrisset av synoviumområdet av interesse.Bruk tang, ta tak i den ene enden av synoviumet og løft forsiktig for å strekke synoviumet distalt til det underliggende beinet. Bruk et skalpellblad for å fjerne synoviumet fra beinet og plassere vevet i passende kulturmedier eller teste badeløsning. Høst deretter den juvenile bovinbrusk ved å sikre tibia i en justerbar holder.Fjern menisken forsiktig samtidig som du unngår kontakt med bruskoverflaten. På de ytre kantene på det tibiale platået, bruk en bokskutter for å kutte vinkelrett på brusk mot beinet. Klipp helt gjennom brusk for å lage rette kanter eller sider.Fjern overflødig vev. På ytterkantene bruker du bokskutteren til å lage et rent kutt i grensesnittet mellom beinet og brusk. For å fjerne den tibiale stripen fra platåoverflaten, sett forsiktig inn en flat skrutrekker under kuttet og roter forsiktig for å løsne leddbrusk fra subkondralbenet.Når prøven løsner, skyver du skrutrekkeren langsomt fremover til bruskstripen løsner fra beinet. Pass på at skrutrekkeren skyves mot benet, ikke brusk. Bruk en bokskutter til å kutte den tibiale platåoverflaten for å produsere rektangulære prøver av ønsket størrelse og tykkelse.Plasser vev i passende kulturmedier eller testbadløsning. Hvis tibialtrimmelen brukes som nedre motsnitt, fjern den avtakbare magnetiske basen og lim en Petri-tallerken med 60 millimeter diameter til den øverste overflaten av den avtakbare basen. Med Petri-parabolen limt på plass, fest den frittliggende basen til den faste basen og merk Petri-parabolen for å indikere en glideretning.Påfør en liten mengde cyanoacrylat til midten av parabolen. Juster tibialstripen etter glideretningen på scenen. Trykk forsiktig bruskstripen på parabolen.Gjenopprett den flyttbare magnetiske basen til den parrede faste basen i friksjonstesteren. Fyll Petri-retten med ønsket testbadløsning. Hvis synoviumet brukes som det øverste motsnittet, fjerner du lasteplaten og støttestangen fra friksjonstesteren.Plasser synoviumet på toppen av den sirkulære platen. For å sikre synoviumet, spred en O-ring over omkretsen. Bruk tang, trekk forsiktig i synoviumet for å strekke vevet stramt og flatt under O-ringen.Trim overflødig vev med kirurgisk saks. Gjenopprett lasteplaten og støttestangen til friksjonstesteren. Juster den vertikale høyden på lasteplaten slik at synoviumet svever over det nederste motsnittet og er nedsenket i testbadet.Sett de monterte prøvene inn i friksjonstesterenheten. Åpne den analoge databyggingen MF DAQ. Initialiser vinduet Last inn PID og Utløser dynamisk oppringer i programmet.Kjør det analoge MF DAQ-vinduet for databygging og initialiser vinduet for innlasting av PID ved å trykke på Kjør-knappen. Gå til Stepper-fanen i vinduet Trigger Dynamic Caller. Angi akselerasjon, hastighet og avstand for oversettelsesstadiet i brukerinndataboksene.Hvis du vil angi testvarigheten, klikker du Åpne mappe nederst til høyre i Tidstilstand-tabellen og velger filbanen For Stepper-tidsindeks. Angi deretter testvarigheten på nytt i kategorien Talespole. Velg filbanen for stemmespoleindeks ved å klikke åpne mappe-knappen nederst til høyre i Tidsstatus-tabellen og velge filen.Dette må utføres enten stemmespolen brukes eller ikke. Påfør normal belastning. Hvis du bruker dødvekter, plasserer du ønskede vekter på de lineære lagrene over lasteplaten.Pass på at lasten som påføres pluss vekten på lasteplaten og støttestangen ikke overstiger lastcellerangert kapasitet. Velg banen og filnavnet for datalagring ved hjelp av Åpne mappe -knappen til høyre for boksen Høyre til fil . Lagre filen med filtypen TXT.Midtstill det nederste motsnittet under det øverste motsnittet, og angi dette som null X-posisjon. Dette gjør du ved å kjøre vinduet Trigger Dynamic Caller ved å trykke på Kjør-knappen. I Stepper-fanen klikker du på Hjem-knappen for å flytte scenen til den sist lagrede null X-posisjonen.Hvis tellersnittene ikke er justert, flytter du fasen ved å klikke de grønne venstre- og høyrepilknappene. Når ønsket plassering er nådd, klikker du på nullknappen for å lagre gjeldende faseplassering som den nye null X-posisjonen. Stopp vinduet Trigger Dynamic Caller ved å klikke på Stopp-knappen.Når topp- og bunntellersnittene er sentrert, start friksjonstesting av prøvene ved å starte den sykliske bevegelsen av scenen. Når scenen beveger seg, bringer du sakte det øverste motsnittet i kontakt med bunnen. La testen kjøre, og samle inn friksjonstestdataene.Etter ønsket testvarighet, stopp testen ved å trykke på Stopp-knappen og ved å fjerne prøvene ved å heve det øverste motsnittet og flytte det ut av kontakt med det nederste motsnittet. Bruk den egendefinerte koden til å beregne friksjonskoeffisienten og hysteresen per syklus. Kontroller at en enkelt mappe inneholder alle relevante filer.Åpne friksjonssykluskjøringen. m fil. Klikk Kjør -knappen i skriptet.Velg rådatafilen som skal analyseres, og ønsket lagringssted. Friksjonskoeffisienten og hystereseplottene vil bli utført av MATLAB. En synovium-på-bruskkonfigurasjon ble brukt til å friksjonsteste juvenile bovine explants der synoviumet ble montert på en akryllasteplaten på 10 millimeter diameter slik at det intimale laget ville være i kontakt med den underliggende brusk.En tibial stripe ble brukt som brusk motsnitt. En effektiv friksjonskoeffisient ble beregnet fra gjennomsnittet av FT delt på FN over hver gjengjeldende syklus og deretter plottet mot testvarighet for å gi en friksjonskoeffisient-mot-tid-plott. For hver test ble friksjonskoeffisientverdiene gjennomsnittet over hele testen.I et PBS-testbad økte de gjennomsnittlige friksjonskoeffisientverdiene etter hvert som kontaktspenningen økte. Omvendt forble de gjennomsnittlige friksjonskoeffisientverdiene like da kontaktspenningen økte i et bovint synovialvæskebad. Husk å begynne å samle inn lastdata før du tar overflatene i kontakt.Dette sikrer at en riktig tarabelastning kan beregnes. Vev og smørebadkomponenter kan vurderes før og etter testing for å evaluere de biologiske endringene som er gitt av et gitt 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 fabrikasjon av polymere og biohybridfibre med forhåndsdesignet 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 Tredimensjonal Flow Chamber Device å studere Chemokine, rettet Ekstravasering Celler Sirkulerende under fysiologiske strømningsforhold

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 og eksperimentell protokoll for design og evaluering av et nevralt-kontrollerte 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 plattform for applikasjoner i celler og vev 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

Kompositt Stillaser av Interfacial polyelektrolytten Fibers for timelig kontrollert frigjøring av 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

Double Emulsion Generation Ved hjelp av en Polydimethylsiloxane (PDMS) Koaksial 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

Myk litografisk prosedyren for å produsere plast Microfluidic enheter med Vis-porter gjennomsiktig synlige og infrarøde 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

Stivhet måling av myk silikon underlag for Mechanobiology studier med 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 modell for å etterligne første hendelse av neovaskularisering

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