Transformation linéaire directe pour la mesure de la tension nerveuse périphérique in situ pendant l’étirement
12 janvier 2024
Ce protocole met en œuvre un système de caméra à imagerie stéréoscopique calibré à l’aide d’une transformation linéaire directe pour capturer des déplacements in situ tridimensionnels de nerfs périphériques étirés. En capturant ces déplacements, la tension induite à divers degrés d’étirement peut être déterminée en informant les seuils de blessure à l’étirement qui peuvent faire progresser la science de la réparation nerveuse dépendante de l’étirement.
Pour commencer, procurez-vous trois feuilles carrées de plexiglas acrylique transparent. Sur chaque feuille, créez une grille et marquez au moins 10 points, en veillant à ce qu’il y ait au moins 30 points sur le volume de contrôle 3D sur les plans de coordonnées x, y et z. Empilez les feuilles à différentes hauteurs pour capturer la hauteur maximale de l’enregistrement prévu.
À l’aide d’un numériseur équipé d’une pédale, numérisez tous les points du volume de contrôle 3D. Établissez l’origine du cube de contrôle 3D et définissez les directions x et y positives pour obtenir les coordonnées x, y et z. Sur l’interface du logiciel du numériseur, définissez l’origine et les axes x et y positifs respectivement sur le cadre de référence.
Ouvrez une nouvelle feuille de calcul Excel pour enregistrer les coordonnées x, y et z du volume de contrôle. Ensuite, sur l’interface du logiciel de numériseur, définissez les chaînes de format sur Excel pour stocker les coordonnées sur le volume de contrôle 3D. Au fur et à mesure que les coordonnées x, y et z sont numérisées à l’aide du numériseur et de la pédale, elles sont enregistrées sur une feuille Excel ouverte.
Pour les documenter, ouvrez une feuille Excel et enregistrez les coordonnées dans un fichier csv.
Aperçu
Ce protocole met en œuvre un système de caméra à imagerie stéréo calibré à l’aide d’une transformation linéaire directe afin de capturer les déplacements tridimensionnels in situ de nerfs périphériques étirés. En enregistrant ces déplacements, il est possible de déterminer la déformation induite à divers degrés d’étirement, ce qui permet d’établir les seuils de lésion par étirement et d’ainsi faire progresser la science de la réparation des nerfs dépendante de l’étirement.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Biomécanique
- Techniques d'imagerie
Contexte
- Comprendre l'étirement et les lésions nerveuses est essentiel pour élaborer des stratégies de réparation.
- L'imagerie tridimensionnelle permet d'obtenir des informations sur la mécanique nerveuse.
- Les systèmes d'imagerie calibrés améliorent la précision des mesures.
- Les seuils de déformation peuvent guider les pratiques cliniques en matière de réparation nerveuse.
Objectif de l'étude
- Capturer et analyser les déplacements in situ des nerfs périphériques.
- Déterminer les seuils de déformation lors de l'étirement des nerfs.
- Faire progresser la compréhension des mécanismes de réparation nerveuse dépendants de l'étirement.
Méthodes utilisées
- Acquisition de plaques acryliques transparentes pour le marquage de la grille.
- Numérisation des points dans un volume de contrôle 3D.
- Étalonnage du système de caméras d'imagerie stéréoscopique.
- Analyse de la déformation induite par des degrés variables d'étirement du nerf.
Résultats principaux
- Captation réussie des déplacements tridimensionnels des nerfs.
- Identification de seuils de déformation liés à l'étirement des nerfs.
- Apports sur les mécanismes des lésions nerveuses induites par l'étirement.
- Applications potentielles dans l'amélioration des techniques de réparation nerveuse.
Conclusions
- Le système d'imagerie stéréo calibré mesure efficacement les déplacements du nerf.
- Les résultats contribuent à la compréhension des lésions dues à l'étirement des nerfs.
- La recherche soutient les progrès dans les stratégies cliniques de réparation nerveuse.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
La mesure quantitative de la déformation in situ du nerf périphérique pendant l'étirement comble une lacune critique dans l'évaluation mécanistique des stratégies de prévention des lésions nerveuses et de réparation. Ce protocole permet une évaluation biomécanique précise et non invasive, renforçant la fiabilité prédictive dans les phases précoces de la découverte et de la recherche translationnelle. Cette approche améliore la prise de décision au niveau du portefeuille en fournissant des données solides sur la réponse du nerf aux sollicitations mécaniques, éclairant ainsi à la fois la validation des cibles et l'optimisation des interventions.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet une analyse rigoureuse de la biomécanique nerveuse dans des conditions d'étirement physiologiques et pathologiques.
- Permet la validation fonctionnelle de cibles en quantifiant la réponse des tissus au stress mécanique.
- Apporte une détection mécanistique des risques pour les interventions ciblant la réparation ou la protection des nerfs.
- Facilite une prédiction fiable dans le choix des seuils d'étirement pertinents pour les modèles de lésion.
Développement de tests et criblage
- Établit un système validé et reproductible pour mesurer le déplacement tridimensionnel et la déformation des nerfs.
- Fournit des résultats quantitatifs adaptés à la standardisation des tests et aux flux de travail de criblage ultérieurs.
- Permet une montée en échelle et une réutilisation de la plateforme pour évaluer des composés ou dispositifs candidats affectant la mécanique nerveuse.
- Facilite la comparaison fiable des effets d'interventions sur les paramètres de déformation nerveuse.
Recherche translationnelle et préclinique
- Associe les mesures biomécaniques à des modèles pertinents de lésion et de réparation nerveuse.
- Assure une continuité allant de la découverte à la validation préclinique en reliant la contrainte mécanique aux résultats fonctionnels.
- Éclaire les décisions d'avancement ajustées au risque pour les thérapies ciblant la résilience ou la régénération nerveuse.
- Améliore le développement de biomarqueurs translationnels en quantifiant la contrainte comme critère d'évaluation mécanistique.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Cette méthode s'intègre à la continuité découverte-préclinique en permettant la vérification d'hypothèses, des lectures quantitatives et une réduction du risque mécanistique pour les interventions ciblant les nerfs.
- Biologie de la découverte : Soutient les études fondées sur des hypothèses concernant la réponse nerveuse à l'étirement et aux lésions.
- Écrantage : Fournit des mesures reproductibles et quantitatives de la déformation pour le développement d'essais et l'évaluation de composés.
- Analyse : Produit des données temporelles sur la longueur du nerf, la variation de longueur et le pourcentage de déformation, permettant une analyse statistique rigoureuse.
- Recherche translationnelle : Relie les découvertes fondamentales aux modèles précliniques en quantifiant des paramètres biomécaniques pertinents par rapport aux résultats cliniques.
- Réutilisation en milieu professionnel : Offre une plateforme de mesure standardisée et non invasive, adaptable à divers modèles nerveux et types d'interventions.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la recherche sur les lésions nerveuses.
- Valeur opérationnelle : Fournit des mesures biomécaniques standardisées, reproductibles et évolutives.
- Valeur stratégique : Améliore les décisions d'orientation (go/no-go) et l'efficacité du capital en fournissant des données de déformation exploitables.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des thérapies et interventions ciblant les nerfs.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en étalonnage d'images stéréoscopiques et en analyse de données tridimensionnelles.
- Requiert un accès à des numériseurs, à des systèmes de caméras d'imagerie stéréoscopique et à des logiciels analytiques (par exemple, MATLAB).
- Exige une standardisation interéquipes des procédures d'étalonnage et de suivi pour assurer la reproductibilité.
- Adaptable à divers modèles de nerfs, mais peut nécessiter des ajustements du protocole selon les types de tissus.
- Dépend d'un positionnement précis des marqueurs et d'une exactitude du suivi pour une quantification fiable de la déformation.
