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

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

本文描述了一種從關節(jié)表面提取和準備軟骨盤和骨軟骨核的標準方法。該方法可用于從大型物種（兔子到馬等較大物種的大小）的關節(jié)表面收集圓盤或核心。在使用MACH-1對樣本進行測試時，必須記錄相關數(shù)據：骨軟骨核或圓盤的直徑。

圓盤狀的樣品（軟骨盤或骨軟骨核）非常適合用于力學表征方法。雖然去除軟骨下骨層對于某些實驗結構（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械完整性，防止樣品被切割損傷。一個規(guī)則的圓柱形對大多數(shù)機械測試都很重要。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。從關節(jié)表面提取直徑為D的骨橋面體核，骨側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. 定期在關節(jié)表面噴射冷PBS，以防止干燥

1 解凍關節(jié)表面，并在室溫下用PBS平衡至少1小時。

  -- 如果關節(jié)表面儲存在-80攝氏度，解凍一夜。

  -- 如果關節(jié)面儲存在-20℃，則解凍至少1小時。

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)定關節(jié)表面，雙手將關節(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節(jié)表面（見下圖a)約10mm（使用管狀鑿子頂端的距離標記（見下圖b)。 一旦鑿穿透關節(jié)表面約10 mm，使用相應尺寸的捅針，插入管狀鑿的上端孔，做兩個垂直的擺動運動，不旋轉鑿（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，并將其放在一個已標記的容器中。

圖2 用管狀鑿子提取骨軟骨芯。a)在鑿子上敲擊將其進一步插入關節(jié)面 b)在尖末端有距離標記

c)擺動運動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，應打磨鋒利

     2.2方法二、使用電鉆

§ 將關節(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節(jié)面，然后開始順時針鉆孔（見圖3b)。在鉆孔時施加一個恒定的壓力，以穿透骨頭.

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

§ 如果需要，插入一個抹刀來折斷并分離骨頭。向樣品輕輕傾斜，以舀取巖芯。沿著切口進行同樣的運動，直到核心可以從關節(jié)面移除。它應該發(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，并將其放在一個已標記的容器中

圖3。用鉆頭和取骨機鉆頭萃取骨軟骨巖芯。a)將關節(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節(jié)面并開始鉆孔。

 2.3 軟骨盤提取

直接從關節(jié)面開始，用一只手在切削板上穩(wěn)定關節(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，做兩個垂直的擺動動作，而不旋轉沖頭，以確保沖頭的整個邊緣已經到達骨層。 從穿孔部位至少5毫米開始，使用刀片切割（軸向）軟骨層，直到到達骨層（見圖5b），通過對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，做兩個垂直的擺動動作，而不旋轉沖頭，以確保沖頭的整個邊緣已經到達骨層。 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：當切割邊緣不再鋒利時，應更換沖頭。

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