Traumatisk hjärnskada (TBI) är en i stort sett tyst epidemi som drabbar ungefär två miljoner människor varje år, enligt U.S.Centers for Disease Control and Prevention. Men i vilken skala TBI (bTBI) -skador sprids - i rampljuset som signaturen för krig i Irak och Afghanistan - uppträder och manifesteras är okänt.

Nyligen genomförda studier inom detta område tyder på att snabb kavitationsbubbla kollaps kan vara en potentiell mekanism för att studera bTBI.

Under Biophysical Society:s 61:a årsmöte, 11-15 februari, 2017, i New Orleans, Louisiana, Jonathan Estrada, doktorand vid teknikhögskolan vid Brown University, kommer att presentera sitt arbete med att utforska mekaniken för kavitationsinducerad skada-med målet att bättre förstå bTBI.

Estrada arbetar under ledning av Christian Franck, tillsammans med kollegor från Brown University och University of Michigan. Teamet använder en laser, ett optiskt mikroskop och råttneuroner inuti en geliknande substans för att efterlikna hjärnvävnad för att undersöka bTBI.

Laserpulsen skickas genom "hjärnvävnaden" under mikroskopet medan en höghastighetskamera-registrerar 270, 000 bilder per sekund - fångar lasern som skapar en bubbla, bubblan bryts och skadan detta orsakar råttneuronerna. "Vi bildar påverkade neuroner före och omedelbart efter skada, "Sa Estrada.

Betydelsen av gruppens arbete är att medan postmortemstudier har börjat visa skillnader i hjärnpatologi-såsom astroglial (stjärnformad glialcell) ärrbildning-mellan patienter som utsatts för sprängskada och de med trubbig TBI, manifestationen av skada över tid är fortfarande inte väl förstådd. "Vårt arbete, med hjälp av den förenklade bubblan och neuronodlingsmodellen, syftar till att börja överbrygga klyftan mellan mekaniken för sprängskada och cellskada, "Sa Estrada.

Även om resultaten är i ett inledande skede, "än så länge, vi har funnit att den maximala bubbelradien är nästan identisk med zonen för neuronfragmentering omedelbart efter skada, "tillade han." Detta står i kontrast till en tidigare studie från vår grupp som fokuserade på hjärnskakning, eller trubbig, TBI via uniaxial komprimering av neuroner, som fann att skadan fördelades över hela kulturer snarare än lokaliserade till ett område. "

När det gäller ansökningar, gruppens metod gör det möjligt för dem att se cellernas skadehistoria inom kulturer-före och strax efter skada med levande cellfluorescens, under skada med höghastighetsavbildning, och sedan skademanifestation vid senare tidpunkter via immunfärgning. "Kvantifiera tidsskada historia är avgörande för att förstå, diagnostisera, och arbetar för informerad behandling av spräng -TBI, "Estrada noterade." Vi hoppas att detta är ett positivt steg mot dessa ändamål. "