Métodos para testes biomecânicos in vivo em plexo braquial em leitões neonatais
Summary
Aqui são apresentados métodos para realizar testes biomecânicos in vivo em plexo braquial em um modelo de leitão neonatal.
Abstract
A paralisia neonatal do plexo braquial (NBPP) é uma lesão por alongamento que ocorre durante o processo de parto em complexos nervosos localizados nas regiões do pescoço e ombro, coletivamente referido como plexo braquial (BP). Apesar dos recentes avanços no atendimento obstétrico, o problema da NBPP continua a ser um fardo de saúde global com uma incidência de 1,5 casos por 1.000 nascidos vivos. Tipos mais graves desta lesão podem causar paralisia permanente do braço do ombro para baixo. Prevenção e tratamento do NBPP garante uma compreensão das respostas biomecânicas e fisiológicas dos nervos recém-nascidos bp quando submetidos a alongamento. O conhecimento atual da BP recém-nascida é extrapolado a partir de animais adultos ou tecido soráveis da BP em vez de tecido in vivo da BP neonatal. Este estudo descreve um dispositivo de teste mecânico in vivo e procedimento para realizar testes biomecânicos in vivo em leitões neonatais. O dispositivo consiste em um grampo, atuador, célula de carga e sistema de câmera que se aplicam e monitoram cepas e cargas in vivo até a falha. O sistema da câmera igualmente permite a monitoração da posição da falha durante a ruptura. No geral, o método apresentado permite uma caracterização biomecânica detalhada da BP neonatal quando submetido ao alongamento.
Introduction
Apesar dos recentes avanços na obstetrícia, o problema da NBPP causado por lesões no esticão do complexo de BP continua a ser um fardo de saúde global, com uma incidência de 1,5 casos por 1.000 nascidos vivos1,2. Os fatores de risco associados podem ser maternos (ou seja, peso excessivo, diabetes materno, anormalidades uterinas, história de paralisia da BP), fetal (ou seja, macrosomia fetal) ou macrosomia fetal (ou seja, distocia de ombro, trabalho prolongado, parto assistido com fórceps ou extratores de vácuo, apresentação de culatra3). Embora essas complicações sejam inevitáveis em determinadas circunstâncias, a prevenção e o tratamento do NBPP justificam uma compreensão das respostas biomecânicas e fisiológicas da BP neonatal quando submetidas a alongamento.
Estudos biomecânicos relatados sobre a BP utilizaram animais adultos e tecido sumérico humano e mostram discrepâncias significativas4,5,6,7,8,9,10,12,13,14,15. A relevância clínica das propriedades biomecânicas do complexo tecido BP justifica um modelo animal neonatal, bem como uma abordagem de teste biomecânico in vivo. Além disso, as limitações com o estudo da lesão no trecho da BP em cenários complicados de entrega no mundo real aumentam a dependência de modelos computacionais que fornecem métodos que permitem a investigação dos efeitos de várias complicações e técnicas de entrega. A chave para a relevância clínica desses modelos é sua biofidelidade (resposta humana). Modelos computacionais disponíveis por Gonik et al.16 e Grimm et al.17 dependem de tecido nervoso de coelho e rato, mas não tecido neonatal da BP. Realizar testes biomecânicos in vivo em um modelo animal neonatal clinicamente relevante pode preencher a lacuna crítica de dados de BP neonatais indisponíveis.
O estudo atual descreve um dispositivo e um procedimento in vivo do teste mecânico para conduzir o teste biomecânico em leitão neonatal masculinos de Yorkshire 3-5 day-old. O dispositivo consiste em um grampo, atuador, célula de carga e sistema de câmera que aplicam e monitoram cepas e cargas in vivo durante a falha. O sistema da câmera igualmente permite a monitoração da posição da falha durante a ruptura. Em geral, o sistema permite a caracterização biomecânica detalhada da BP neonatal quando submetido ao alongamento, proporcionando assim as tensões limiares da BP e tensões para falha mecânica in vivo. Os dados obtidos podem melhorar ainda mais o comportamento humano (biofidelidade) dos modelos computacionais existentes que são projetados para investigar os efeitos de forças exógenas e endógenas no estiramento da BP em cenários de entrega associados à NBPP.
Protocol
Representative Results
Discussion
A literatura disponível sobre as respostas biomecânicas do trecho no tecido da BP exibe malargada gama de valores limiares, bem como discrepâncias metodológicas4,6,8,18,19,21,22,23. Variações nos resultados publicado…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
A pesquisa relatada nesta publicação foi apoiada pelo Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development dos Institutos Nacionais de Saúde o Prêmio Número R15HD093024 e pelo National Science Foundation CAREER Award Número 1752513.
Materials
| Omega Subminature Tension & Compression Load Cell | Omega | LCM201-200N | 200N load cell |
| Basler acA640-120uc camera | Basler | acA640-120uc | |
| Feedback Linear Actuator | Progressive Automations | PA-14P | 10" stroke, 150lb force, 15mm/s speed |
| Motion Tracking Software | Kinovea | N/A | Open Source |
| Proramming Software – MATLAB | Mathworks | N/A | version 2018A |
| Surgical instruments | |||
| Forceps | Fine Science Tools Inc | 11006-12 and 11027-12 or 11506-12 | |
| Hemostats | Fine Science Tools Inc | 13009-12 | |
| Scissors | Fine Science Tools Inc | 14094-11 or 14060-09 |
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