神経のin vivo生体力学的試験:新生児ブタモデルにおける腕神経叢神経損傷の生体力学的分析のための手順

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腕神経叢は、脊髄から上肢に信号を運ぶ肩の神経のネットワークです。神経を限界を超えて伸ばす外傷性状態は、破裂を引き起こし、筋肉機能の喪失につながる可能性があります。

腕神経叢の伸縮ベアリング限界または破壊ひずみを定量化するには、ロードセルをセットアップし、アクチュエーターと呼ばれる可動装置でクランプします。アクチュエータは、ロードセルを使用して測定された特定の力でターゲット試験片をクランプすることができます。この生体力学的アセンブリをコンピューターおよびデータ収集システムに接続します。

セットアップの準備ができたら、腕神経叢が露出した仰臥位で麻酔をかけた新生児ブタを連れて行きます。神経を切断し、切開した端をクランプに固定します。次に、さまざまな神経セグメントにマークを付けて、伸長中のマーカーの変位を観察します。基準定規をクランプされた神経の近くに置き、イメージング目的でスケールを設定します。

次に、コンピューター システムにストレッチ レートを設定し、テストを開始します。クランプは神経を縦方向に引っ張り始めます。神経の伸長パターンを記録して、神経の破断点を捉えます。データ収集システムを使用して、破壊ひずみを計算します。実験を繰り返して、個々の神経セグメントの生体力学的特性を決定します。

生体力学的検査装置をセットアップするには、装置のベースをカートに取り付け、大きな C クランプを使用して電気機械式アクチュエータをベースに取り付けます。200ニュートンのロードセルをアクチュエータに取り付け、パッド入りのプレキシガラスでクランプをねじ込み、クランプ部位での応力集中を防ぎます。

三脚を使用して、658 x 492ピクセルの解像度で最大100フレーム/秒を記録できるカメラを取り付け、カメラ、アクチュエーター、ロードセルからコンピューターにUSBケーブルを接続して、セットアップのすべてのコンポーネントを統合および同期します。次に、コンピューター、アクチュエーター、ロードセルを電源に接続します。

加えられた荷重を記録する前にロードセルを校正するには、調整可能なハンドルを使用してアクチュエータを垂直に位置合わせするように90度の角度に設定し、分度器で角度を確認します。ロードセルソフトウェアを開き、[開始]をクリックして、電圧のライブ読み出しを表示します。

次に、0〜1,000グラムの重りを100グラム刻みでクランプから吊るし、各負荷で測定された電圧を記録します。10 個の重みすべてについて電圧が記録されたら、傾きと切片を計算して、電圧と重みの線形方程式を決定します。

孤立した腕神経叢神経の生体力学的検査では、細いハサミを使用して神経を切断し、カスタムクランプを使用して神経の切断側をクランプします。クランプされた神経セグメントに黒いアクリル絵の具でラベルを付け、動物の中に1センチメートルの定規を平らに置いて、データ分析のスケールを設定します。カメラソフトウェアで、カメラの視野をテストされたセグメントの真上に配置して、マーカーの動きや変位を監視し、特定の時点での実際の組織ひずみを決定できるようにします。

神経がテーブルから体内に挿入される高さ、テーブルからのクランプの高さ、アクチュエーターの角度、組織の全長などのベースライン測定値を記録します。プログラミングソフトウェアを開き、[実行]をクリックします。ファイル名と変位を入力し、[初期化風土を取る]をクリックします。[開始]をクリックして、腕神経叢セグメントをストレッチします。

組織は、神経組織のいずれかの部分で完全な破損が発生するまで、毎分 500 ミリメートルの割り当てられた速度で引っ張られます。次に、ビデオファイル、加えられた引張荷重、組織の変位、およびテストの期間を保存し、組織が破裂するセグメントとして破損部位を記録します。