Mach-1多軸向組織和材料的力學(xué)性能測(cè)試分析系統(tǒng)是設(shè)計(jì)用于集合拉伸、剪切、摩擦、扭轉(zhuǎn)和3D壓痕映射等測(cè)試的一體化設(shè)備，極大的方便科研工作者的科研工作，自1999年以來，MACH-1的多軸力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)幫助各地的數(shù)百名科學(xué)家增進(jìn)和發(fā)布與生物材料、組織和軟材料相關(guān)的創(chuàng)新性研究。

關(guān)節(jié)軟骨都是不規(guī)則形狀的，我們要做壓縮測(cè)試時(shí)候往往不能很好的獲得需要數(shù)據(jù)，這時(shí)候理想的樣本制備特別重要。

本文描述了一種從關(guān)節(jié)表面提取和準(zhǔn)備軟骨盤和骨軟骨核的標(biāo)準(zhǔn)方法。該方法可用于從大型物種（兔子到馬等較大物種的大?。┑年P(guān)節(jié)表面收集圓盤或核心。在使用MACH-1對(duì)樣本進(jìn)行測(cè)試時(shí)，必須記錄相關(guān)數(shù)據(jù)：骨軟骨核或圓盤的直徑。

圓盤狀的樣品（軟骨盤或骨軟骨核）非常適合用于力學(xué)表征方法。雖然去除軟骨下骨層對(duì)于某些實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)（如限制壓縮）是必要的，但有一些好處；軟骨的總高度是守恒的，它保持了與骨附著的機(jī)械完整性，防止樣品被切割損傷。一個(gè)規(guī)則的圓柱形對(duì)大多數(shù)機(jī)械測(cè)試都很重要。本程序中描述的常規(guī)圓柱形巖芯方法的提取是基于Dumont在1999年發(fā)表的一篇文章。從關(guān)節(jié)表面提取直徑為D的骨橋面體核，骨側(cè)平行于軟骨表面切割。然后用垂直于軟骨和骨表面的較小直徑d。

制備方法 ：

注意. 定期在關(guān)節(jié)表面噴射冷PBS，以防止干燥

1 解凍關(guān)節(jié)表面，并在室溫下用PBS平衡至少1小時(shí)。

  -- 如果關(guān)節(jié)表面儲(chǔ)存在-80攝氏度，解凍一夜。

  -- 如果關(guān)節(jié)面儲(chǔ)存在-20℃，則解凍至少1小時(shí)。

2 軟骨骨核的提取

     2.1 方法一使用管狀鑿子：在助手的幫助下穩(wěn)定關(guān)節(jié)表面，雙手將關(guān)節(jié)表面放在切割板上，軟骨表面朝上。

     用一只手將鑿子垂直于軟骨表面，另一只手用塑料頭錘將鑿子插入關(guān)節(jié)表面（見下圖a)約10mm（使用管狀鑿子頂端的距離標(biāo)記（見下圖b)。 一旦鑿穿透關(guān)節(jié)表面約10 mm，使用相應(yīng)尺寸的捅針，插入管狀鑿的上端孔，做兩個(gè)垂直的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，不旋轉(zhuǎn)鑿（見圖b），讓骨軟骨核在鑿尖斷裂。 然后取出包含骨軟骨核的鑿子，用相應(yīng)尺寸的捅針從鑿子輕輕從骨軟骨核中彈出（見圖c）。 用鑷子小心地收集骨軟骨核心，并將其放在一個(gè)已標(biāo)記的容器中。

圖2 用管狀鑿子提取骨軟骨芯。a)在鑿子上敲擊將其進(jìn)一步插入關(guān)節(jié)面 b)在尖末端有距離標(biāo)記

c)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)將骨軟骨核心從底層骨中分離出來d)使用捅針輕輕地從鑿子中輕輕彈出。

注意 : 管鑿尖不再鋒利時(shí)，應(yīng)打磨鋒利

     2.2方法二、使用電鉆

§ 將關(guān)節(jié)表面朝上固定（見圖3a)。

§ 將矯形取芯鉆頭固定在鉆頭上，然后將取芯鉆頭垂直于關(guān)節(jié)面，然后開始順時(shí)針鉆孔（見圖3b)。在鉆孔時(shí)施加一個(gè)恒定的壓力，以穿透骨頭.

§ 一旦鉆頭穿透骨約5毫米，就逆時(shí)針鉆頭，直到核心鉆頭離開關(guān)節(jié)表面。

§ 如果需要，插入一個(gè)抹刀來折斷并分離骨頭。向樣品輕輕傾斜，以舀取巖芯。沿著切口進(jìn)行同樣的運(yùn)動(dòng)，直到核心可以從關(guān)節(jié)面移除。它應(yīng)該發(fā)生在聽到了嘎吱嘎吱的響聲之后。

§ 用鑷子小心地收集骨軟骨核心，并將其放在一個(gè)已標(biāo)記的容器中

圖3。用鉆頭和取骨機(jī)鉆頭萃取骨軟骨巖芯。a)將關(guān)節(jié)面固定在鉗鉗處

b)將骨科取骨鉆頭固定到鉆頭上，將取骨鉆頭垂直于關(guān)節(jié)面并開始鉆孔。

 2.3 軟骨盤提取

直接從關(guān)節(jié)面開始，用一只手在切削板上穩(wěn)定關(guān)節(jié)面，軟骨表面朝上。 穿孔器垂直于軟骨表面，將其牢牢地推入軟骨，直到感覺到來自骨頭的阻力（見圖5a）。在保持壓力的同時(shí)，做兩個(gè)垂直的擺動(dòng)動(dòng)作，而不旋轉(zhuǎn)沖頭，以確保沖頭的整個(gè)邊緣已經(jīng)到達(dá)骨層。 從穿孔部位至少5毫米開始，使用刀片切割（軸向）軟骨層，直到到達(dá)骨層（見圖5b），通過對(duì)刀片保持足夠的壓力以確保與骨層接觸，將刀片沿穿孔部位下的骨頭分離軟骨圓盤.

使用鑷子仔細(xì)收集圓盤樣品（見圖5d），并將其放在規(guī)定的容器中。

圖5 直接從關(guān)節(jié)表面提取軟骨圓盤。a)將穿孔器垂直于軟骨表面 b)使用剃刀刀片切割軟骨層，直到硬骨頭。c)將剃刀刀片滑動(dòng)到穿孔部位下 d)用鑷子小心收集圓盤。

2.4 從骨軟骨核心

用一只手在切削板上穩(wěn)定骨軟骨核心，使用刀鑷子使軟骨表面朝上（見圖6a）。 將穿孔器垂直放置在軟骨表面的中心，并將其牢牢地推入軟骨中，直到感覺到來自骨的阻力（見圖6a）。在保持壓力的同時(shí)，做兩個(gè)垂直的擺動(dòng)動(dòng)作，而不旋轉(zhuǎn)沖頭，以確保沖頭的整個(gè)邊緣已經(jīng)到達(dá)骨層。 用鑷子在切割板上水平穩(wěn)定骨軟骨核心，用刀片切割軟骨和核心的骨部分。

圖6。從骨軟骨核心中提取軟骨盤。a)穩(wěn)定骨軟骨核心與鑷子和穿孔垂直和中心骨軟骨核心 b)穩(wěn)定骨軟骨核心水平使用鑷子和使用刀片減少以分離軟骨從骨 c)小心地使用鑷子收集圓盤。

注意：當(dāng)切割邊緣不再鋒利時(shí)，應(yīng)更換沖頭。

使用MACH-1多功能力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)恨意很輕松的測(cè)試到薄到厚的軟骨彈性數(shù)據(jù)，包括小鼠的膝關(guān)節(jié)軟骨彈性數(shù)據(jù)。使用特制的球形壓頭還能描繪關(guān)節(jié)軟骨各部位的彈性差異，并繪制顏色梯度圖。