Méthodes pour les tests biomécaniques In Vivo sur le plexus brachial chez les porcelets néonatals
Summary
Présentés ici sont des méthodes pour effectuer des tests biomécaniques in vivo sur le plexus brachial dans un modèle de porcelet néonatal.
Abstract
La paralysie néonatale du plexus brachial (NBPP) est une lésion extensible qui se produit pendant le processus d’accouchement dans les complexes nerveux situés dans les régions du cou et de l’épaule, collectivement appelée plexus brachial (BP). Malgré les progrès récents dans les soins obstétricaux, le problème du PPNB continue d’être un fardeau mondial pour la santé avec une incidence de 1,5 cas pour 1 000 naissances vivantes. Les types plus graves de cette blessure peuvent causer la paralysie permanente du bras de l’épaule vers le bas. La prévention et le traitement du NBPP justifient une compréhension des réponses biomécaniques et physiologiques des nerfs bp nouveau-nés lorsqu’ils sont soumis à l’étirement. La connaissance actuelle du BP nouveau-né est extrapolée à partir de l’animal adulte ou du tissu cadavérique de BP au lieu du tissu néonatal in vivo de BP. Cette étude décrit un dispositif et une procédure d’essai mécanique in vivo pour effectuer des essais biomécaniques in vivo dans les porcelets néonatals. L’appareil se compose d’une pince, d’un actionneur, d’une cellule de charge et d’un système de caméra qui appliquent et surveillent les souches et les charges in vivo jusqu’à ce qu’elles soient en panne. Le système de caméra permet également de surveiller l’emplacement de la défaillance pendant la rupture. Dans l’ensemble, la méthode présentée permet une caractérisation biomécanique détaillée de BP néonatal lorsqu’il est soumis à l’étirement.
Introduction
Malgré les progrès récents en obstétrique, le problème du PPNB causé par des lésions extensibles au complexe BP continue d’être un fardeau sanitaire mondial, avec une incidence de 1,5 cas pour 1 000 naissances vivantes1,2. Les facteurs de risque associés peuvent être maternels (c.-à-d. poids excessif, diabète maternel, anomalies utérines, antécédents de paralysie de BP), foetal (c.-à-d. macrosomie foetale), ou liés à la naissance (c.-à-d., dystocie d’épaule, travail prolongé, accouchement assisté avec des forceps ou des extracteurs d’aspirateur, présentation de culasse3). Bien que ces complications soient inévitables dans certaines circonstances, la prévention et le traitement du PPNB justifient une compréhension des réponses biomécaniques et physiologiques du BP néonatal lorsqu’il est soumis à l’étirement.
Les études biomécaniques rapportées sur le BP ont employé des animaux adultes et le tissu cadavérique humain et montrent des écarts significatifs4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15. La pertinence clinique des propriétés biomécaniques du tissu COMPLEXE de BP justifie un modèle animal néonatal aussi bien qu’une approche d’essai biomécanique in vivo. En outre, les limitations avec l’étude des dommages d’étirement de BP dans les scénarios compliqués de livraison de monde réel augmentent la dépendance sur des modèles d’ordinateur qui fournissent des méthodes qui permettent d’étudier les effets des diverses complications et techniques d’accouchement. La clé de la pertinence clinique de ces modèles est leur biofidélité (réponse humaine). Les modèles de calcul disponibles par Gonik et coll.16 et Grimm et coll.17 reposent sur le tissu nerveux du lapin et du rat, mais non sur le tissu BP néonatal. L’exécution d’essais biomécaniques in vivo dans un modèle animal néonatal cliniquement pertinent peut combler l’écart critique des données néonatales non disponibles de BP.
L’étude actuelle décrit un dispositif d’essai mécanique in vivo et une procédure pour effectuer des essais biomécaniques chez des porcelets néonatals mâles du Yorkshire de 3 à 5 jours. L’appareil se compose d’une pince, d’un actionneur, d’une cellule de charge et d’un système de caméra qui appliquent et surveillent les souches et les charges in vivo pendant la défaillance. Le système de caméra permet également de surveiller l’emplacement de la défaillance pendant la rupture. Dans l’ensemble, le système permet une caractérisation biomécanique détaillée du BP néonatal lorsqu’il est soumis à l’étirement, fournissant ainsi les contraintes de seuil de bp et les contraintes pour la défaillance mécanique in vivo. Les données obtenues peuvent encore améliorer le comportement humain (biofidélité) des modèles de calcul existants qui sont conçus pour étudier les effets des forces exogènes et endogènes sur l’étirement BP dans les scénarios de livraison associés à NBPP.
Protocol
Representative Results
Discussion
La littérature disponible sur les réponses biomécaniques de l’étirement sur le tissu BP présentent un large éventail de valeurs seuils ainsi que des écarts méthodologiques4,6,8,18,19,20,21,22,23. Les variations des…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
La recherche rapportée dans cette publication a été soutenue par l’Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development des National Institutes of Health sous le numéro de prix R15HD093024 et par le Prix CARRIÈRE de la National Science Foundation Numéro 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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