Недавние исследования в этой области показывают, что быстрое схлопывание кавитационного пузыря может быть потенциальным механизмом для изучения bTBI.
Во время 61-го ежегодного собрания Биофизического общества, февраль. 11-15, 2017, в Новом Орлеане, штат Луизиана, Джонатан Эстрада, докторант инженерной школы Университета Брауна, представит свою работу по изучению механики повреждения, вызванного кавитацией, с целью лучшего понимания bTBI.
Эстрада работает под руководством Кристиана Франка вместе с коллегами из Университета Брауна и Университета Мичигана. Команда использует лазер, оптический микроскоп и нейроны крысы внутри гелеобразного вещества, чтобы имитировать ткань мозга, чтобы исследовать bTBI.
Лазерный импульс проходит через «ткань мозга» под микроскопом, в то время как высокоскоростная камера, записывающая 270 000 кадров в секунду, фиксирует лазер, создающий пузырь, разрушение пузыря и повреждение нейронов крысы. «Мы видим пораженные нейроны до и сразу после травмы», — сказал Эстрада.
Значимость работы группы заключается в том, что, хотя посмертные исследования начали показывать различия в патологии головного мозга, такие как рубцевание астроглиальных клеток (звездчатые глиальные клетки), между пациентами, подвергшимися взрывной травме, и пациентами с тупой черепно-мозговой травмой, проявление травмы со временем все еще не совсем понятен. «Наша работа, использующая упрощенную модель пузырьков и нейронных культур, направлена на устранение разрыва между механикой повреждения взрывом и повреждением клеток», — сказал Эстрада.
Хотя результаты находятся на предварительной стадии, «до сих пор мы обнаружили, что максимальный радиус пузыря практически идентичен зоне фрагментации нейрона сразу после травмы», — добавил он. «Это контрастирует с предыдущим исследованием нашей группы, в котором основное внимание уделялось сотрясающей или тупой ЧМТ посредством одноосного сжатия нейронов, в ходе которого было обнаружено, что повреждение распределялось по целым культурам, а не локализовалось в одной области."
С точки зрения приложений, метод группы позволяет им видеть историю повреждения клеток в культурах — до и сразу после повреждения с помощью флуоресценции живых клеток, во время повреждения с помощью высокоскоростной визуализации, а затем проявление повреждения в более поздние моменты времени с помощью иммуноокрашивание. «Количественная оценка истории временной травмы имеет важное значение для понимания, диагностики и работы над осознанным лечением взрывной ЧМТ», — отметил Эстрада. "Мы надеемся, что это позитивный шаг к достижению этих целей."
Работа группы финансируется Управлением военно-морских исследований под номерами грантов N000141612872 и N000141712058.