一种用于测量纤维组织中结合的剪切拉伸负荷的装置ex vivo
Jonathon L Blank1, Joshua D Roth2
1Department of Mechanical Engineering, University of Wisconsin-Madison, 1513 University Avenue Room 3046, Madison, WI 53706.
Journal of biomechanical engineering
|January 6, 2024
概括
这项研究引入了一种新的方法来测量拉伸负荷下的纤维组织的剪切模量,揭示了脚手架机制取决于轴负荷和纤维对齐. 这促进了对软组织行为和生物材料的理解.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 肌和带经验结合切割和拉伸负荷 in vivo.
- 现有的实验方法往往无法复制这些复杂的生理负载条件.
- 在联合负荷下精确地描述软组织机制对于理解损伤和指导再生至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证一个实验协议,以确定不同拉力负载下纤维组织的剪切模量.
- 调查轴负荷和纤维对齐对电纳米纤维支架的剪切行为的影响.
主要方法:
- 组装一个定制的四驱动器实验系统,能够应用叠加的剪切变形和轴前负荷.
- 在电纳米纤维支架中测量剪切模量,这些支架具有随机和对齐的纤维取向,受到轴承负荷的影响.
- 分析剪压强硬化行为及其对机械和结构参数的依赖.
主要成果:
- 纳米纤维支架的剪切模量表现出剪切-应变硬.
- 剪切模量显著依赖于施加的轴负荷 (p < 0.001).
- 脚手架内的纤维对齐也显著影响了剪切模量 (p < 0.001).
结论:
- 开发的实验系统准确地测量了在联合负载条件下纤维组织的剪切模量.
- 这些发现强调了轴负荷和纤维对齐在确定脚手架机械学方面的重要性,这与软组织再生有关.
- 该协议为评估软组织和支架机制提供了更具生理相关性的方法.
