Pruebas biomecánicas in vivo del nervio: un procedimiento para el análisis biomecánico de la lesión del nervio del plexo braquial en un modelo de cerdo neonatal

Resumen

Fuente: Singh, A., et al. Métodos para pruebas biomecánicas in vivo en plexo braquial en lechones neonatos. J. Vis. Exp. (2019).

En este video, demostramos la prueba biomecánica del nervio del plexo braquial en un modelo de cerdo para medir el umbral de resistencia a la tracción del nervio cuando se somete a estiramiento. Esta técnica ayuda a determinar las propiedades estructurales y mecánicas del nervio.

Protocolo

Todos los procedimientos que involucran modelos animales han sido revisados por el comité institucional local de cuidado de animales y la junta de revisión veterinaria de JoVE.

1. Pruebas biomecánicas

1. Puesta en marcha del dispositivo de ensayos biomecánicos
   NOTA: Se diseñó y fabricó un dispositivo de prueba mecánica hecho a medida para realizar el estiramiento in vivo del nervio del plexo braquial (BP) (Figura 1).
   1. Fije la base de la configuración a un carro.
   2. Fije el actuador electromecánico a la base con abrazaderas en C grandes. El actuador puede proporcionar 150 lb de fuerza, una carrera de 10" y una velocidad de 15 mm/s. La velocidad puede reducirse a 0,2 mm/s y seguir funcionando como se desee.
   3. Conecte la célula de carga de 200 N al actuador.
   4. Fije (atornille) una abrazadera a la celda de carga que consta de plexiglás acolchado, lo que evita la concentración de tensión en el sitio de sujeción.
   5. Conecta una cámara a un trípode. Asegúrese de que la cámara tenga la capacidad de grabar hasta 120 f/s a una resolución de 658 x 4926 píxeles.
   6. Conecte los cables USB de la cámara, el actuador y la celda de carga a la computadora para integrar y sincronizar todos los componentes de la configuración.
   7. Conecte la computadora, el actuador y la celda de carga a una fuente de alimentación.
2. Calibre la célula de carga antes de registrar las cargas aplicadas. Para ello, realice los siguientes pasos:
   1. Coloque el actuador en un ángulo de 90° con el mango ajustable y verifique el ángulo con un transportador.
   2. Abra el software que funciona con la célula de carga (Tabla de materiales). Presione el botón Inicio para mostrar una lectura en vivo del voltaje.
   3. Cuelgue pesos de la abrazadera que van de 0 a 1.000 g en incrementos de 100 g de la configuración y registre los voltajes medidos.
   4. Calcula la ecuación lineal de los voltajes y pesos hallando la pendiente (m) y la intersección (b). Esto se hace utilizando un programa de hoja de cálculo y la función de pendiente incluida para calcular b a partir de la Ecuación 1 a continuación. Inserte la ecuación 2 que se muestra a continuación en el código de configuración mecánica.
      Ecuación 1: b = y – mx
      Donde: y es el peso, x es el voltaje, m es la pendiente y b es la intersección (constante).
      Ecuación 2: y = mx + b
      Donde: y es el peso, x es el voltaje, m es la pendiente y b es la constante.
3. Prueba: el nervio BP se corta y se ancla a la configuración de prueba mediante una pinza hecha a medida.
   1. Colocar un cerdo neonatal anestesiado en posición supina con el nervio BP expuesto.
   2. Corta el nervio BP con unas tijeras finas.
   3. Sujete el lado cortado del nervio BP en la pinza hecha a medida (Figura 1).
   4. Coloque manualmente pintura acrílica negra o tinta china en el segmento BP sujetado (Figura 2).
   5. Coloque una rejilla de calibración, que es una regla de 1 cm, plana dentro del animal para establecer la escala para el análisis de datos.
   6. Utilice el software de la cámara para ver la ubicación de la cámara directamente sobre los segmentos probados, lo que permite el seguimiento del movimiento/desplazamiento de los marcadores y la determinación de la tensión tisular real en cualquier momento.
   7. Registre las mediciones iniciales, como la altura a la que el nervio se inserta en el cuerpo desde la mesa y la altura de la pinza desde la mesa, el ángulo del actuador y la longitud total del tejido.
   8. Abra el software de programación (una tabla que contiene la interfaz gráfica de usuario [GUI] (Figura 3).
   9. Ejecute la GUI pulsando el botón Ejecutar.
   10. Inicialice el sistema pulsando el botón Inicializar.
   11. Tara el sistema pulsando el botón Tara.
   12. Estire el segmento de presión arterial presionando el botón de inicio de prueba. Esto tira del tejido a una velocidad asignada de 500 mm/min hasta que se produce un fallo completo en cualquier segmento de la PA. El programa también guarda un archivo de video, la carga de tracción aplicada, el desplazamiento del tejido y la duración de la prueba.
   13. Registre el sitio de falla, que es el punto en el que se rompe el tejido.

Resultados

Figura 1: Detalles del dispositivo de prueba mecánica in vivo, incluido el actuador, la celda de carga y la abrazadera.

Figura 2: Marcadores colocados sobre los segmentos de PA para registrar las tensiones sufridas por el tejido durante el estiramiento...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Célula de carga de tensión y compresión Omega Subminature	omega	LCM201-200N	Celda de carga 200N
Cámara Basler acA640-120uc	Basler	acA640-120uc	-
Actuador lineal de retroalimentación	Automatizaciones progresivas	PA-14P	Carrera de 10", fuerza de 150 lb, velocidad de 15 mm/s
Software de seguimiento de movimiento	Kinovea	N/A	código abierto
Software de programación - MATLAB	Obras matemáticas	N/A	versión 2018A
tijeras	Herramientas de Ciencia Fina Inc	14094-11 o 14060-09	-