尽管如此，上述外植体压缩系统具有有利于组织压缩实验的特点。系统在整个装配和测试过程中保持无菌环境。与组织样本直接接触的成分是由可以高压灭菌或用酒精冲洗的材料制成的。六个组织外植体暴露于单轴无侧限压缩。系统可以使用载荷或位移控制设置压缩这些样本。可使用接口软件将波形手动编程到线性执行器中，以自定义每个测试。在试验过程中，以2赫兹的频率记录位移和载荷。（每个周期的最小值和最大值），分辨率分别为0.4μm和1.30 N。该系统可用于制作组织对生理负荷反应的有用测试数据。

表2.1超低压薄膜精度数据。

表2.2两种不同载荷下的压力膜验证结果。

表2.3使用间隙测量的位移精度。

表2.4：显示每口井距每次测试平均值有多远的数据。最后一行显示每口井与平均值的平均变化。负数表示每一次测试的井距比平均值小，正值表示大于平均值的井距。

图2.1：柱塞/盘/盖组件：使用快速断开销将线性执行器连接到柱塞上。盘以同样的方式连接到称重传感器上。盖通过使用线性轴承改进了柱塞的对准。

图2.2：试验框架：试验框架由两块铝板组成，铝棒支撑。执行器位于顶板的中心孔中，并用可调套环拧紧对齐。

图2.3:0.477兆帕压力下的压力膜压痕

图2.4:0.564mpa压力下的压力膜压痕。

图2.5：压力膜的校准曲线，将膜的密度与施加压力相关。

第三章一氧化氮的产生

动态压缩条件下外植体产生一氧化氮的研究

3.1摘要

本文描述了利用一个定制的组织压缩生物反应器对猪半月板外植体进行动态压缩，该生物反应器能够进行各种位移和负荷控制试验。我们的目标是更好地了解机械应力与在生理条件下弯月面中一氧化氮生成的关系，并确定一氧化氮产生细胞的身份。在直径为6mm、高度为5mm、频率为1hz的外植体上进行循环压缩试验。两个小时。压缩量包括5%，10%，15%，20%应变以及0.05mpa和0.1mpa试验，相比之下，0%应变/0MPa控制代表一个卸载状态。这些幅度被选择以覆盖在正常弯月面中经历的应力和应变的范围，并研究卸载和过载如何影响一氧化氮的产生。试验结果表明，在外植体的表面和深层区域，5%和10%菌株产生的一氧化氮比对照样品少。15%次应变测试显示出可比较的结果来控制，而20%种应变测试在两个区域产生了最大的一氧化氮含量。统计分析表明，两个区域均存在显著的二次关系（p=0.000），表层和深层平均值之间无显著差异。负荷控制的结果提供了不确定的数据。这些结果表明机械应力和一氧化氮产生之间的复杂关系。生理应变水平和持续时间可减少由半月板纤维软骨细胞产生的一氧化氮。

3.2简介

半月板是对膝关节的正常功能至关重要的特殊结构。除了从股骨髁到胫骨平台的载荷分布外，半月板附着体有助于维持膝关节的稳定性和一致性。半月板组织约为75%的水。纤维软骨细胞维持含有蛋白多糖和I型胶原的细胞外基质[1-11]。机械刺激被认为有助于维持半月板基质代谢，但目前尚不清楚这些信号是如何传播的[3，10，12-17，19，21，22]。更好地了解机械负荷与生化反应之间的关系，有助于了解半月板的不良愈合特性及其在骨关节炎（OA）发病中的作用。

半月板是一种机械敏感的组织，在特定的负载条件下产生不同的生物合成反应。卸载半月板已被证明会导致基质分子（如聚结蛋白聚糖和胶原蛋白）的产生减少【12,13】。相反，长时间的动态压应力（0.1兆帕，0.5赫兹，24小时）增加了环氧合酶（CO）的基因表达