Test biomécanique in vivo du nerf : une procédure d’analyse biomécanique des lésions du nerf du plexus brachial dans un modèle de porc néonatal

Résumé

Source : Singh, A., et al. Méthodes pour les tests biomécaniques in vivo sur le plexus brachial chez les porcelets nouveau-nés. J. Vis. Exp. (2019).

Dans cette vidéo, nous démontrons le test biomécanique du nerf du plexus brachial dans un modèle de porc pour mesurer la résistance à la traction seuil du nerf lorsqu’il est soumis à un étirement. Cette technique aide à déterminer les propriétés structurelles et mécaniques du nerf.

Protocole

Toutes les procédures impliquant des modèles animaux ont été examinées par le comité institutionnel local de protection des animaux et le comité d’examen vétérinaire JoVE.

1. Essais biomécaniques

1. Mise en place de l’appareil d’essai biomécanique
   REMARQUE : Un appareil d’essai mécanique sur mesure a été conçu et fabriqué pour effectuer l’étirement in vivo du nerf du plexus brachial (PA) (figure 1).
   1. Fixez la base de l’installation à un chariot.
   2. Fixez l’actionneur électromécanique sur la base à l’aide de grandes pinces en C. L’actionneur peut fournir une force de 150 lb, une course de 10" et une vitesse de 15 mm/s. La vitesse peut être réduite à 0,2 mm/s et fonctionne toujours comme vous le souhaitez.
   3. Fixez le capteur de pesage 200 N à l’actionneur.
   4. Fixez (à visser) une pince à la cellule de charge qui se compose de plexiglas rembourré, ce qui empêche la concentration des contraintes sur le site de serrage.
   5. Fixez un appareil photo à un trépied. Assurez-vous que l’appareil photo a la capacité d’enregistrer jusqu’à 120 f/s à une résolution de 658 x 4926 pixels.
   6. Fixez les câbles USB de la caméra, de l’actionneur et de la cellule de charge à l’ordinateur pour intégrer et synchroniser tous les composants de la configuration.
   7. Branchez l’ordinateur, l’actionneur et la cellule de charge sur une source d’alimentation.
2. Calibrez le capteur de charge avant d’enregistrer les charges appliquées. Pour ce faire, effectuez les étapes ci-dessous :
   1. Réglez l’actionneur à un angle de 90° à l’aide de la poignée réglable et vérifiez l’angle avec un rapporteur.
   2. Ouvrez le logiciel qui fonctionne avec le capteur de pesage (table des matériaux). Appuyez sur le bouton Démarrer pour afficher une lecture en direct de la tension.
   3. Accrochez à la pince des poids allant de 0 à 1 000 g par incréments de 100 g à partir de la configuration et enregistrez les tensions mesurées.
   4. Calculez l’équation linéaire des tensions et des poids en déterminant la pente (m) et l’ordonnée à l’origine (b). Cela se fait à l’aide d’un tableur et de la fonction de pente incluse pour calculer b à partir de l’équation 1 ci-dessous. Insérez l’équation 2 ci-dessous dans le code de configuration mécanique.
      Équation 1 : b = y – mx
      Où : y est le poids, x est la tension, m est la pente et b est l’ordonnée à l’origine (constante).
      Équation 2 : y = mx + b
      Où : y est le poids, x est la tension, m est la pente et b est la constante.
3. Essai : le nerf BP est coupé et ancré à l’installation d’essai à l’aide d’une pince sur mesure.
   1. Placez un porc nouveau-né anesthésié en position couchée avec le nerf PA exposé.
   2. Coupez le nerf BP à l’aide de ciseaux fins.
   3. Serrez le côté coupé du nerf BP dans la pince fabriquée sur mesure (Figure 1).
   4. Placez manuellement de la peinture acrylique noire ou de l’encre de Chine sur le segment BP serré (Figure 2).
   5. Placez une grille d’étalonnage, qui est une règle de 1 cm, à plat dans l’animal pour régler l’échelle pour l’analyse des données.
   6. Utilisez le logiciel de la caméra pour visualiser le placement de la caméra directement sur les segments testés, permettant ainsi de surveiller le mouvement/déplacement des marqueurs et de déterminer la déformation tissulaire réelle à tout moment.
   7. Enregistrez les mesures initiales telles que la hauteur à laquelle le nerf s’insère dans le corps à partir de la table et la hauteur de la pince à partir de la table, l’angle de l’actionneur et la longueur totale du tissu.
   8. Ouvrez le logiciel de programmation (tableau contenant l’interface utilisateur graphique [GUI] (Figure 3).
   9. Exécutez l’interface graphique en appuyant sur le bouton Exécuter.
   10. Initialisez le système en appuyant sur le bouton Initialiser.
   11. Tarez le système en appuyant sur le bouton Tare.
   12. Étirez le segment BP en appuyant sur le bouton de démarrage du test. Cela tire le tissu à un taux assigné de 500 mm/min jusqu’à ce qu’une défaillance complète se produise dans n’importe quel segment de la PA. Le programme enregistre également un fichier vidéo, la charge de traction appliquée, le déplacement du tissu et la durée de l’essai.
   13. Enregistrez le site de la défaillance, c’est-à-dire le point de rupture du tissu.

Résultats

Figure 1 : Détails du dispositif d’essai mécanique in vivo, y compris l’actionneur, la cellule de charge et la pince.

Figure 2 : Marqueurs placés sur les segments BP pour enregistrer les tensions subies par le tissu pendant l’étirement.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Cellule de charge à tension et compression Omega Subminature	oméga	LCM201-200N	200N charge cel
Appareil photo Basler acA640-120uc	Bâloise	acA640-120uc	-
Actionneur linéaire à rétroaction	Automatisations progressives	PA-14P	Course de 10 po, force de 150 lb, vitesse de 15 mm/s
Logiciel de suivi de mouvement	Kinovea	n/a	libre
Logiciel de proramming - MATLAB	Travaux mathématiques	n/a	version 2018A
ciseaux	Outils scientifiques fins inc	14094-11 ou 14060-09	-