Mach-1 V500css pour la cartographie de surfaces 3D en indentation

Avantages et limitations actuelles de l’indentation

Contrairement aux autres configurations de test pour lesquelles un échantillon doit être extrait, l’indentation est non-destructive et maintien l’environnement mécanique de l'échantillon. Cette particularité de l’indentation permet de tester le même site à répétition, et de tester plusieurs sites avec une haute résolution spatiale, tout en laissant l'échantillon intact pour des caractérisations subséquentes. En utilisant un testeur mécanique uniaxial, le chercheur fait face à la principale limitation de l’indentation, c’est-à-dire qu’il doit orienter manuellement la surface de l’échantillon perpendiculairement à l’axe de compression. Ceci induit une dispersion des résultats en plus d’erreurs sur la localisation du site de test.

Cartographie automatique en indentation

En exploitant les possibilités uniques offertes par son testeur multiaxial Mach-1 v500css, Biomomentum a développé de nouvelles fonctionnalités donnant accès aux avantages de l’indentation tout en surmontant ses limitations. Cet avancement technologique repose sur l’ajout de deux fonctions au logiciel Mach-1 Motion : « Scan XY » et « Normal Indentation ». La fonction « Scan XY » déplace les axes linéaires X et Y vers des positions prédéfinies (contenues dans une liste) avant d’exécuter une série de fonctions à chacune de ses positions. Cette liste de positions peut être générée aisément à l’aide d’une vue de dessus de l’échantillon traitée dans le logiciel « Cartilage Mapping » de Biomomentum. La fonction « Normal Indentation » détecte précisément la hauteur et l’orientation de la surface à la position XY et enregistre la charge (avec une cellule de charge multiaxiale) lors du déplacement simultané des trois axes linéaires à différentes vitesses de façon à ce que l’indentateur sphérique suive le profil de déplacement désiré sur un axe normal à la surface de l’échantillon.

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How does medial meniscal tear (MMT) affect the joint in a rat model


Publications

2017

S. Sim, I. Hadjab, L.-A. Chevrolat, M. Masse, A.-L. Tong, P. Lavigne, M. Garon, E. Quenneville, and M.D. Buschmann. Combined Mechanical Characterizations Increases Sensitivity in the Assessment of Human Cartilage Degeneration. Orthopeadic Research Society Annual Meeting 2017 in San Diego, USA. Podium Presentation #252 on Tuesday Mar 21, 2017 at 3:25pm. Abstract

2016

S. Sim, A. Matuska, M. Garon, E. Quenneville, P. McFetridge and M.D. Buschmann. Cartilage Stiffness and Thickness Distributions Revealed by an Automated Indentation Technique in the Temporomandibular Joint. TMJ Bioengineering Conference, Barcelona, Spain, Sept 2016, Presentation #5032, Session Biomechanics Part I at 10:30AM on Day #2 (tentative time slot).

Sim S, Chevrier A, Garon M, Quenneville E, Lavigne P, Yaroshinsky A, Hoemann CD, Buschmann MD. Electromechanical probe and automated indentation maps are sensitive techniques in assessing early degenerated human articular cartilage. J Orthop Res. 2016 Jun 9. doi: 10.1002/jor.23330. Abstract

S. Sim, A. Chartrand, A.-P. Lavallée, J. Tessier, M. Garon, E. Quenneville, and M.D. Buschmann. Development of a Sequence of Mechanical Tests for Articular Cartilage at a Single Location. Orthopaedic Research Society (ORS) Annual Meeting. Disney's Coronado Springs Resort, Orlando, Florida, USA, March 6-8, 2016. Poster #0527

2015

Hadjab I., Sim S., Chevrier A., Quenneville E., Garon M. and Buschmann M.D. Mechanical Assessment of Human Articular Cartilage Issued from Asymptomatic and Total Knee Replacement Donors. International Conference on the Mechanics of Biomaterials and Tissues (ICMoBT). Waikoloa, Hawaii, USA, December 6-10, 2015. Poster ICMOBT2015_0206.

Michael Seidenstucker. Ermittlung mechanischer Kennwerte mittels Indentation. Annual Meeting of the German Society for Biomaterials. Freiburg, Germany, November 12-14, 2015. Presentation MSB 05. Abstract / Presentation

Sim S., Garon M., Quenneville E. and Buschmann M.D. (2015) Wound Healing Revealed by a Novel Automated Indentation Technique. Biomedical Engineering Society (BMES) Annual Meeting, Tampa, FL, USA. Poster P-Th-596. Thursday, October 8, 2015, 9:30 AM - 5:00 PM.

Hadjab I., Sim S., E. Quenneville, M. Garon and M.D. Buschmann. (2015) Assessment of Human Articular Cartilage Issued from Asymptomatic and TKR Donors. Biomedical Engineering Society (BMES) Annual Meeting, Tampa, FL, USA. Presentation OP-Thurs-3-8. Thursday, October 8, 2015, 4:30 PM - 6:00 PM, Room 14.

Nickmanesh R., Stewart R., Snyder B., Grinstaff M., Wilson D. (2015) Contrast-Enhanced Computed Tomography (CECT) Reflects Stiffness of Intact Articular Cartilage. ISMRM Workshop on Imaging Based Measures of Osteoarthritis. Sept 11-14, 2015. Pacific Grove, CA, USA. Presentation on Sept 13 at 14:39. Abstract

Lavoie JF, Sim S, Quenneville E, Garon M, Moreau A, Buschmann MD and Aubin CE (2015) Mapping Articular Cartilage Biomechanical Properties of Normal and Osteoarthritic Mice Using Indentation. 21st Congress of the European Society of Biomechanics, Prague, Czech Republic, July 5-8, 2015, Podium O-295, Session: S62 - Animal biomechanics, Wednesday, July 8, 15:00 - 16:40. Abstract / Presentation

Sim S, Garon M, Quenneville E, and Buschmann MD (2015) Wound Healing Revealed by a Novel Automated Indentation Technique. Canadian Connective Tissue Conference, Université Laval, Ville de Québec, Québec, Canada, 28 au 30 mai, 2015. Podium Presentation. Session 1: Connective Tissue Remodeling I, vendredi le 29 mai, 9:00 - 10:33. Abstract / Presentation

S. Sim, I. Hadjab, M. Garon, E. Quenneville, and M.D. Buschmann. Relevance of the Spatial Distribution Pattern of Mechanical Properties of Articular Cartilage in Animal Studies. International Cartilage Repair Society (ICRS) World Congress. Podium presentation 18.2.2 Osteochondral Grafts: Allografts and Synthetics, Sunday, May 10, 14:15 - 15:45, Sheraton 1-3. Abstract / Presentation

J.F. Lavoie, S. Sim, E. Quenneville, M. Garon, A. Moreau, M.D. Buschmann and C.-E. Aubin. Mapping Articular Cartilage Biomechanical Properties of Normal and Osteoarthritis Mice Using Indentation. International Cartilage Repair Society (ICRS) World Congress. Podium presentation 23.2.9 Osteoarthritis - Basic Science 2 and Biomechanics, Monday, May 11, 10:00 - 11:30, Chicago 9. Abstract / Presentation

S. Sim, I. Hadjab, M. Garon, E. Quenneville, M.B. Hurtig, M.D. Buschmann, and C.D. Hoemann. Evaluation of Entire Ovine Cartilage Repair Articular Surfaces: Mechanical and Electromechanical Assessment. International Cartilage Repair Society (ICRS) World Congress. Poster Presentation (P87). Abstract / Poster / ePoster

J.F. Lavoie, S. Sim, E. Quenneville, M. Garon, A. Moreau, M.D. Buschmann and C.-E. Aubin. Mapping Articular Cartilage Biomechanical Properties of Normal and Osteoarthritis Mice Using Indentation. OARSI World Congress on Osteoarthritis, April 30-3, 2015, Seattle, USA. Poster 391

S. Sim, I. Hadjab, M. Garon, E. Quenneville, and M.D. Buschmann. Relevance of the Spatial Distribution Pattern of Mechanical Properties of Articular Cartilage in Animal Studies. 61st Annual Meeting of the ORS, March 28-30, 2015, Las Vegas, USA. Poster 0359

2014

S. Sim, A. Chevrier, M. Garon, E. Quenneville, and M.D. Buschmann. Novel Technique to Map the Biomechanical Properties of Entire Articular Surfaces Using Indentation to Identify Degenerated (Osteoarthritis-like) Cartilage. 7th World Congress on Biomechanics, July 6-11, 2014, Boston, MA, USA. Poster 2229

Kolaczek S, Changoor A, Hurtig M, Gordon K, Getgood A (2014) Micro-CT visualization and indentation properties of whole meniscus following mercury exposure. Annual Meeting of the ORS, March 15-18, New Orleans, Louisiana, USA. Abstract / Poster