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Personas colaborativas para determinar los mecanismos que causan las lesiones cerebrales traumáticas debido a las ondas de choque

Casi 300.000 soldados han vuelto de servicio en Iraq y Afganistán con síntomas de las lesiones cerebrales traumáticas debido a las ondas de choque del chorro. Tales daños van a menudo no tratados porque son desapercibidos por exploraciones de cerebro a pesar de la presencia de los síntomas.

Michael Cho, profesor y presidencia de la Universidad de Texas en el departamento de la bioingeniería de Arlington, está llevando a personas colaborativas con los investigadores en la universidad vieja del dominio, la universidad de Purdue y el instituto de investigación del UTA a determinar por primera vez en tiempo real los mecanismos que causan estos síntomas.

El trabajo es financiado por un nuevo de tres años, la concesión $1,24 millones de la oficina del departamento naval del funcionamiento de Warfighter de la investigación y cambiará la manera que los doctores buscan las lesiones cerebrales sufridas en batalla. Cho ingresó en cuenta Timothy Bentley de la oficina de la investigación naval con ofrecer el discernimiento que ayudó asegurado a la recompensa para el UTA.

Cho ensambló el UTA en marzo de 2015 como el Alfred R. y silla de Janet H. Potvin Endowed en bioingeniería, siguiendo una carrera distinguida en la investigación en la Facultad de Medicina de Harvard y la Universidad de Illinois, Chicago. Él es una persona del instituto americano para la ingeniería médica y biológica. Le concedieron previamente una concesión $1 millones del ONR para investigar causas similares de la lesión cerebral traumática.

Duane Dimos, vicepresidente del UTA para la investigación, dijo que Cho es un líder en el foco cada vez mayor de la universidad en la innovación de la ciencia de la salud y la investigación que avance salud y la condición humana, un tema de la base del plan estratégico 2020: Soluciones intrépidas | Impacto global. La universidad también Jon recientemente designado Weidanz, un inmunologista con experiencia en productos del diagnóstico y del tratamiento del cáncer, como vicepresidente del socio para la investigación y el profesor de la biología para fortalecer su tracción de la ciencia de la salud.

El “UTA ha tenido de largo una reputación para la excelencia en bioingeniería y las ciencias de la salud, y nuestros miembros del profesorado han mostrado un interés cada vez mayor en estudios del cerebro. El trabajo colaborativo del Dr. Cho con otras instituciones excepcionales es el último ejemplo excepcional de nuestro liderazgo en la investigación en esta área crítica,” Dimos dijo. “Nuestra nueva ciencia de $70-million, dirigiendo la innovación y el edificio de la investigación se está proyectando y se está diseñando para acomodar y para animar esta clase de colaboración multidisciplinaria y para llevar a los nuevos descubrimientos.”

Para su proyecto más reciente, Cho explicó que no protegen el viaje de las ondas de choque más rápidamente que la velocidad del sonido, y a un soldado que está físicamente bien protegido contra la metralla en un chorro contra la onda de choque. El cerebro es determinado susceptible al daño de ondas de choque, él dijo.

Los científicos sospechan que la lesión cerebral de ondas de choque se podría causar por el microcavitation. Como las burbujas que forman cuando la hélice de un submarino hace girar -- conocido como formación de cavidades -- las ondas de choque forman burbujas minúsculas, o el microcavitation, en el cerebro. Estas burbujas a presión crean la enorme fuerza cuando se desploman, que pueden dañar el tejido cerebral en el cual se contienen.

Cuando tales burbujas forman en el cerebro, también aparecen probablemente en vasos sanguíneos del cerebro y potencialmente afectan a la barrera hematoencefálica. La barrera semipermeable de células endoteliales apretado cargadas dentro de los capilares permite que algunas moléculas crucen de la circulación sanguínea al cerebro pero a las cuadras la transferencia de muchos otros.

Si la barrera hematoencefálica es dañada por el microcavitation, la integridad mecánica y estructural de la barrera hematoencefálica se compromete probablemente, que puede ser uno de los mecanismos más críticos al lado de los cuales las lesiones cerebrales ocurren.

Las pruebas experimentales indican que el daño causado por el microcavitation mide menos de 1 milímetro a través, que es límites exteriores de capacidades de la proyección de imagen de la corriente in vivo, así que las exploraciones de cerebro típicas pueden no descubrir el daño.

Cho utilizará los sistemas del microcavitation desarrollados por Shu Xiao en ODU así como los métodos de la proyección de imagen y la tecnología multimodales del microfabrication para vigilar las reacciones celulares y subcelulares inducidas por ondas de choque y el microcavitation en modelos tejido-dirigidos del tejido cerebral y de la barrera hematoencefálica en tiempo real.

Las “burbujas micras se han observado en un modelo fantasma de la culata de cilindro, pero nunca en un cerebro real. Porque éste es un sistema individual que podemos seguir en tiempo real, podemos seguir los efectos del microcavitation y estudiar los mecanismos moleculares que son responsables de causar daño a las neuronas,” Cho dijo.

“Sabemos que los síntomas están allí, pero no se están dirigiendo porque no conocemos la causa. Si podemos ver que la barrera hematoencefálica es dañada, podemos quizás comenzar a comtemplar estrategias clínicas para tratar la causa.”

Vinay Abhyankar de UTARI creará un vaso sanguíneo microfabricated, biomimetic que imite la barrera hematoencefálica para probar y para validar la hipótesis que el microcavitation puede causar a fuga allí.

Abhyankar podrá verificar fuga en el vaso sanguíneo biomimetic, así como los tipos de moléculas que puedan pasar a través. Cho utilizará diversos modelos para ver si se daña la barrera hematoencefálica, después envía su investigación a Jeff Varner en Purdue para que los estudios de cómputo predigan la activación de los caminos moleculares potenciales de la transmisión de señales.

Además de estudios del mecanismo de los daños embotados del tejido cerebral de la fuerza, la investigación de Cho se centra en la ingeniería del tejido de la célula madre y la biomecánica celular.

El financiamiento total de Cho como investigador principal es más de $8 millones de las dependencias tales como los institutos de la salud nacionales, el Ministerio de los E.E.U.U. de Energía y la oficina de la investigación naval. Lo han financiado para más de $1,2 millones como co-PI para varias otras concesiones, incluyendo un de cinco años, la recompensa $4 millones del corazón nacional, el pulmón y el instituto de la sangre. Él ha publicado más de 200 papeles del gorrón, actas de conferencia y extractos.

Khosrow Behbehani, decano de la universidad del UTA de la ingeniería, alabó el estudio de la promoción de Cho de las causas de lesiones cerebrales traumáticas. El “Dr. Cho tiene un historial probado en la ejecución de la investigación innovadora. Él está en la vanguardia del estudio de lesiones cerebrales combate-relacionadas, y su trabajo ayudará al revelado de tratamientos más efectivos para nuestros soldados heridos,” Behbehani dijo.

Source:

University of Texas at Arlington