之前的轴突损伤对脑组织拉伸过程中随后的损伤的影响 - 一种半大尺度计算方法

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 神经创伤是一种神经创伤.
• 计算建模 计算建模

背景情况:

• 流行病学研究表明,在有先前TBI病史的人群中,随后创伤性脑损伤 (TBI) 的风险和严重程度较高.
• 以往头部损伤影响未来TBI风险和结果的潜在机制在很大程度上仍未确定.

研究的目的:

• 调查先前机械诱导的轴突损伤和质痕形成如何影响大脑组织对未来机械攻击的敏感性.
• 阐明改变组织特性的作用,特别是减少度,在调节二次TBI风险方面.

主要方法:

• 利用脑组织的有限元计算模型来模拟机械反应.
• 纳入了依赖于病史的,基于病理生理学的轴突损伤值,以建模损伤演变和痕形成.
• 分析了先前受伤和痕组织对动态负载期间大脑组织拉伸和应变的影响.

主要成果:

• 之前的脑组织损伤,包括轴突损伤和质痕,被证明可以促进随后的机械诱导组织损伤.
• 在动态拉伸过程中,受伤组织和质痕的降低度增加了局部应变和应变速率高达40%.
• 之前的伤害的存在使得诱导二次伤害所需的总体应变率降低了20%,以15s-1的应变率.

结论:

• 最初的TBI导致的质痕形成和改变的组织机制显著增加了随后头部创伤的脆弱性.
• 患者病史,特别是之前的TBI,是评估未来脑损伤风险时必须考虑的关键因素.
• 计算建模提供了对二次TBI风险增加的基础生物机械机制的宝贵见解.