Traumatisch hersenletsel (TBI) is een grotendeels stille epidemie die jaarlijks ongeveer twee miljoen mensen treft. volgens de Amerikaanse Centers for Disease Control and Prevention. Maar de schaal waarop TBI-verwondingen (bTBI) - in de schijnwerpers als de kenmerkende wond van de oorlogen in Irak en Afghanistan - voorkomen en manifesteren, is onbekend.

Recente studies op dit gebied suggereren dat het snel instorten van cavitatiebellen een potentieel mechanisme kan zijn voor het bestuderen van bTBI.

Tijdens de 61e jaarvergadering van de Biophysical Society, 11-15 februari, 2017, in New Orleans, Louisiana, Jonathan Estrada, een doctoraatsstudent aan de School of Engineering aan de Brown University, zal zijn werk presenteren waarin hij de mechanica van cavitatie-geïnduceerd letsel onderzoekt - met als doel bTBI's beter te begrijpen.

Estrada werkt onder leiding van Christian Franck, samen met collega's van Brown University en de University of Michigan. Het team gebruikt een laser, een optische microscoop en rattenneuronen in een gelachtige substantie om hersenweefsel na te bootsen om bTBI's te onderzoeken.

De laserpuls wordt onder de microscoop door het "hersenweefsel" gestuurd, terwijl een hogesnelheidscamera 270, 000 frames per seconde:legt de laser vast en creëert een luchtbel, het breken van de bel en de schade die dit aan de neuronen van de rat veroorzaakt. "We stellen ons de aangetaste neuronen voor en onmiddellijk na de verwonding voor, ' zei Estrada.

Het belang van het werk van de groep is dat hoewel postmortale onderzoeken verschillen in hersenpathologie beginnen aan te tonen - zoals astrogliale (stervormige gliacel) littekens - tussen patiënten die zijn blootgesteld aan blastletsel en die met stompe TBI, de manifestatie van letsel in de loop van de tijd is nog steeds niet goed begrepen. "Ons werk, met behulp van het vereenvoudigde bubbel- en neuroncultuurmodel, wil beginnen met het overbruggen van de kloof tussen de mechanica van ontploffing en celbeschadiging, ' zei Estrada.

Hoewel de resultaten nog in een voorbereidend stadium zijn, "tot dusver, we hebben ontdekt dat de maximale bellenstraal bijna identiek is aan de zone van neuronfragmentatie onmiddellijk na verwonding, " voegde hij eraan toe. "Dit is in tegenstelling tot een eerdere studie van onze groep die zich richtte op hersenschudding, of bot, TBI via uniaxiale compressie van neuronen, waaruit bleek dat de verwonding over hele culturen was verdeeld in plaats van gelokaliseerd in één gebied."

Op het gebied van toepassingen, de methode van de groep stelt hen in staat om de verwondingsgeschiedenis van de cellen in culturen te zien - voor en net na de verwonding met fluorescentie van levende cellen, tijdens een blessure met beeldvorming op hoge snelheid, en vervolgens manifestatie van letsel op latere tijdstippen via immunokleuring. "Het kwantificeren van de geschiedenis van tijdelijke letsels is essentieel om te begrijpen, diagnosticeren, en werken aan een geïnformeerde behandeling van blast TBI, " merkte Estrada op. "We hopen dat dit een positieve stap in de richting van die doelen is."