신경의 생체 내 생체 역학 테스트: 신생아 돼지 모델에서 상완신경총 신경 손상의 생체 역학 분석 절차

초록

출처: Singh, A., et al. 신생아 새끼 돼지의 상완신경총에 대한 생체 내 생체 역학 검사 방법. J. Vis. 특급 (2019).

이 비디오에서는 돼지 모델에서 상완신경총의 생체역학적 테스트를 시연하여 스트레칭을 받았을 때 신경의 역치 인장 강도를 측정합니다. 이 기술은 신경의 구조적 및 기계적 특성을 결정하는 데 도움이 됩니다.

프로토콜

동물 모델과 관련된 모든 절차는 지역 기관 동물 관리 위원회와 JoVE 수의학 검토 위원회에서 검토되었습니다.

1. 생체 역학 테스트

1. 생체 역학 테스트 장치 설정
   참고: 맞춤형 기계 테스트 장치는 상완신경총(BP) 신경의 생체 내 스트레칭을 수행하도록 설계 및 제작되었습니다(그림 1).
   1. 설정 베이스를 카트에 부착합니다.
   2. 대형 C-클램프를 사용하여 전기 기계 액추에이터를 베이스에 부착합니다. 액추에이터는 150lb의 힘, 10인치 스트로크 및 15mm/s의 속도를 제공할 수 있습니다. 속도를 0.2mm/s로 줄여도 원하는 대로 작동할 수 있습니다.
   3. 200 N 로드셀을 액추에이터에 부착합니다.
   4. 패딩 처리된 플렉시 유리로 구성된 로드 셀에 클램프를 부착(나사로 고정)하여 클램핑 부위의 응력 집중을 방지합니다.
   5. 삼각대에 카메라를 부착합니다. 카메라가 658 x 4926 픽셀의 해상도에서 최대 120f/s를 녹화할 수 있는지 확인하십시오.
   6. 카메라, 액추에이터 및 로드 셀의 USB 케이블을 컴퓨터에 연결하여 설정의 모든 구성 요소를 통합하고 동기화합니다.
   7. 컴퓨터, 액추에이터 및 로드셀을 전원에 연결합니다.
2. 적용된 하중을 기록하기 전에 로드 셀을 교정하십시오. 이렇게 하려면 아래 단계를 수행합니다.
   1. 조정 가능한 핸들을 사용하여 액추에이터를 90° 각도로 설정하고 각도기로 각도를 확인합니다.
   2. 로드 셀과 함께 작동하는 소프트웨어를 엽니다(재료 테이블). 시작 버튼을 눌러 vol의 실시간 판독값을 표시합니다.tage.
   3. 설정에서 100g씩 0–1,000g 범위의 클램프에서 무게를 걸고 측정된 전압을 기록합니다.
   4. 전압과 가중치의 선형 방정식은 기울기(m)와 절편(b)을 찾아 계산합니다. 이 작업은 스프레드시트 프로그램과 포함된 기울기 함수를 사용하여 아래 방정식 1에서 b를 계산하여 수행됩니다. 아래 표시된 수식 2를 기계 설정 코드에 삽입합니다.
      방정식 1: b = y – mx
      여기서, y는 가중치, x는 전압, m은 기울기, b는 절편(상수)입니다.
      방정식 2: y = mx + b
      여기서: y는 무게, x는 전압, m은 기울기, b는 상수입니다.
3. 테스트: BP 신경은 맞춤형 클램프로 절단되어 테스트 설정에 고정됩니다.
   1. 마취된 신생아 돼지를 BP 신경이 노출된 앙와위 자세로 눕힙니다.
   2. 가는 가위를 사용하여 혈압 신경을 자릅니다.
   3. BP 신경의 절단면을 맞춤형 클램프에 고정합니다(그림 1).
   4. 클램핑된 BP 세그먼트에 검은색 아크릴 페인트 또는 인도 잉크를 수동으로 놓습니다(그림 2).
   5. 1cm 눈금자인 보정 그리드를 동물 내부에 평평하게 배치하여 데이터 분석을 위한 척도를 설정합니다.
   6. 카메라 소프트웨어를 사용하여 테스트된 세그먼트 바로 위에 있는 카메라의 위치를 볼 수 있으므로 마커의 움직임/변위를 모니터링하고 언제든지 실제 조직 변형을 결정할
   수 있습니다.
   7. 신경이 테이블에서 신체로 삽입되는 높이, 테이블에서 클램프의 높이, 액추에이터의 각도 및 조직의 전체 길이와 같은 초기 측정을 기록합니다.
   8. 프로그래밍 소프트웨어(그래픽 사용자 인터페이스[GUI]가 포함된 표(그림 3))를 엽니다.
   9. Run 버튼을 눌러 GUI를 실행합니다.
   10. Initialize 버튼을 눌러 시스템을 초기화합니다.
   11. Tare 버튼을 눌러 시스템을 용기 솟입니다.
   12. 테스트 시작 버튼을 눌러 BP 세그먼트를 늘립니다. 이것은 BP의 모든 분절에서 완전한 파괴가 발생할 때까지 500mm/min의 할당된 속도로 조직을 당깁니다. 이 프로그램은 또한 비디오 파일, 적용된 인장 하중, 조직의 변위 및 테스트 기간을 저장합니다.
   13. 조직이 파열되는 지점인 고장 부위를 기록합니다.

결과

그림 1: 액추에이터, 로드셀 및 클램프를 포함한 생체 내 기계적 테스트 장치의 세부 정보.

그림 2: 스트레칭 동안 조직이 유지한 변형을 기록하기 위해 BP 세그먼트 위에 배치된 마커.

그림 3: 그래...

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
Omega Subminature 긴장 & 압축 로드 셀	오메가	LCM201-200N	200N 로드 셀
Basler acA640-120uc 카메라	바슬러	acA640-120uc	-
피드백 리니어 액츄에이터	프로그레시브 자동화	펜실베이니아 - 14P	10" 스트로크, 150lb 힘, 15mm/s 속도
모션 트래킹 소프트웨어	키노베아	해당 사항 없음	오픈 소스
프로래밍 소프트웨어 - MATLAB	매스웍스	해당 사항 없음	버전 2018A
가위	파인 사이언스 도구 Inc	14094-11 또는 14060-09	-