Mach-1多軸向組織和材料的力學性能測試分析系統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已經幫助各地的數百名科學家增進和發布與生物材料、組織和軟材料相關的創新性研究。

關節軟骨都是不規則形狀的，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。一個規則的圓柱形對大多數機械測試都很重要。本程序中描述的常規圓柱形巖芯方法的提取是基于Dumont在1999年發表的一篇文章。從關節表面提取直徑為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. 定期在關節表面噴射冷PBS，以防止干燥

1 解凍關節表面，并在室溫下用PBS平衡至少1小時。

  -- 如果關節表面儲存在-80攝氏度，解凍一夜。

  -- 如果關節面儲存在-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：在助手的幫助下穩定關節表面，雙手將關節表面放在切割板上，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面移除。它應該發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面并開始鉆孔。

 2.3 軟骨盤提取

直接從關節面開始，用一只手在切削板上穩定關節面，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），并將其放在規定的容器中。

圖5 直接從關節表面提取軟骨圓盤。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)穩定骨軟骨核心與鑷子和穿孔垂直和中心骨軟骨核心 b)穩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恨意很輕松的測試到薄到厚的軟骨彈性數據，包括小鼠的膝關節軟骨彈性數據。使用特制的球形壓頭還能描繪關節軟骨各部位的彈性差異，并繪制顏色梯度圖。