神经移植物的定量结构测定制造技术

描述了通过评估神经移植物的定量结构特征来确定神经移植物的质量的技术。所述技术的方面包括获得识别神经移植物中含有层粘连蛋白的组织的图像；在图像上使用图像处理应用程序的转换功能来创建转换的图像；使用图像处理应用程序的分析功能，分析转换的图像以根据一个或多个识别标准来识别一个或多个结构；以及确定来自所述一个或多个结构的测量的所述神经移植物的一个或多个结构特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】神经移植物的定量结构测定
技术介绍
当一个人遭受创伤性损伤时，外周神经常常被损坏或切断。直接神经修复可用于小间隙，但较大的间隙有时使用神经移植物修复。虽然损伤部位近端的轴突片段可以再生新的轴突芽，但非功能性远端轴突片段及其髓鞘被认为具有抑制神经再生的生长抑制作用。大量证据表明，非功能性神经元的清除可改善远端神经片段的轴突生长。一种用于改善神经移植物有效性的技术包括在将移植物手术安装到修复部位之前清除非功能性神经元的神经移植物。神经移植物例如具有类似于神经束的结构和组成的非细胞移植物可以通过提供新的轴突片段可以生长的支架来辅助轴突再生。非细胞神经移植物，有时称为加工的神经移植物，支持并指导具有支撑结构的生长轴突片段，同时提供清除轴突和髓鞘碎片的路径。
技术实现思路
本专利技术提供了通过评估神经移植物的定量结构特征来确定神经移植物的质量的材料和方法。在某些实施方式中，所述方法涉及获得识别神经移植物中含有层粘连蛋白的组织的图像；在图像上使用图像处理应用程序的转换功能来创建转换的图像；使用图像处理应用程序的分析功能，分析转换的图像以根据一个或多个识别标准来识别一个或多个结构；以及确定从所述一个或多个结构的测量得到的神经移植物的一个或多个结构特征。在一些实施方式中，结构特征是来自存在于神经移植物的神经束中的神经内膜管的测量。在某些实施方式中，结构特征包括：每个区域的神经内膜管的数量，每个区域的神经内膜管内腔的百分比，每个区域的神经内膜管内腔的总周长，或其任何组合。在一些实施例中，所述技术还可以包括将所述结构特征与定性评估分数；指示神经移植物的可接受结构特征的一个或多个参考范围；神经移植物的生物测定结果；或其任何组合进行比较。提供简述是为了以简化的形式介绍将在以下专利技术详述中进一步描述的一些概念。本专利技术简述部分不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。附图说明专利或申请文件至少包含一张彩色图。专利局根据请求和支付必要的费用后会提供具有彩色图的本专利或专利申请公开文本的副本。图1示出了具有抗层粘连蛋白的外周神经纤维横截面的载玻片的图像，将抗层粘连蛋白染色以突出神经内膜管和其他附近结构。图2示出了可以在该技术的一些实施方式中使用的示例过程流程。图3A示出了阈值转换对层粘连蛋白染色的神经内膜管横截面图像的影响。图3B示出了颗粒分析对层粘连蛋白染色的神经内膜管横截面的阈值转换图像的影响的实施例。图4示出了当执行各种描述的技术时比较神经移植物的图像的示例性实施方式。图5A-5C示出了比较各种结构特征与历史定性组织学评分的散点图。具体实施方式神经移植物促进轴突生长的有效程度被认为与神经移植物的结构特征有关；然而，缺乏评估神经移植物的结构特征的有效可重复机制。本专利技术提供了用于通过评估神经移植物的定量结构特征来确定神经移植物质量的技术。在一些实施方式中，结构特征来自存在于神经移植物的神经束中的神经内膜管的测量。神经线缆(nervecable)的最外层是神经外膜，它是外周神经修复中最常与之相互作用的层。在较大的神经线缆中，线缆被细分为多个神经束，这是由另一个结缔组织层神经束膜限定的。“神经内膜管”是外周神经线缆中最小、最薄和最里面的结缔组织层，也可称为神经内膜，神经内膜通道，神经内鞘或亨利氏鞘(Henle'ssheath)。它们由许旺细胞(Schwanncells)分泌并在许旺细胞周围，这些细胞都是鞘轴突。神经内膜管的走向通常是纵向的沿着神经线缆的走向，除非神经纤维离开(或者在不同的神经线缆之间的连通分支的情况下进入)神经线缆。神经内膜管是一个薄的基膜，主要由一层胶原蛋白IV组成，内表面有一层层粘连蛋白。图1示出了具有抗层粘连蛋白的外周神经纤维横截面的载玻片的图像，将抗层粘连蛋白免疫染色以突出神经内膜管。神经移植物的效力或生物活性的重要方面是移植物的结构完整性和结构特征。存在于移植物中的生物活性支架(层粘连蛋白涂覆的神经内管几何形状)的数量和可及性越大，移植物的生物活性越大。原因在于更多的生物活性支架为轴突和许旺细胞延伸到其提供了更多的生长结构。免疫组织化学染色(例如抗层粘连蛋白染色)可以验证神经内膜中层粘连蛋白的存在。在本专利技术的技术的实施方式中，来自加工的神经移植物的组织使用抗层粘连蛋白抗体染色。抗体可以是例如多克隆抗体。对组织的扫描图像进行图像处理，以确定存在于二维组织学切片中的层粘连蛋白染色结构(如神经内膜管)的结构特征。在一些实施例中，图像处理可以包括对感兴趣的亚结构或区域(例如神经束)的选择，以进一步提炼要找到相关结构的图像区域。选择可以由操作人员手动执行，例如，通过使用选择工具勾画结构或区域的外边界。选择也可以通过图像处理应用程序自动进行选择，并且在某些情况下由人进行验证。在一些实施方式中，可以使用“采样窗口”来定义图像的子集。在一些实施方式中，可以利用整个图像。在一些实施方式中，图像处理包括操纵图像以使感兴趣的结构对于分析更加可见。在一些实施方式中使用的图像处理的类型包括根据各种参数对图像进行阈值转换。在一些实施方式中，用于确定结构特征的结构(例如，神经内膜管)的识别根据一个或多个识别标准进行，如结构的尺寸和圆形度。在各种实施方式中，结构特征可以包括测量(1)一个区域中的神经内膜管的数量，(2)一个区域中的神经内膜管内腔的百分比，和/或(3)一个区域中神经内膜管内腔的总周长。更好的结构特征导致更高的测定值。这些方法提供了层粘连蛋白在神经移植物的神经内膜中存在和构型的定量证据。结构特征可以在由选定的感兴趣区域和/或亚结构组成的区域，在采样窗口上或在固定区域上计算。在一些实施方式中，结构质量的定量评估可以与定性评估相关联。定量指标可以与其他指标相关联，例如来自同一移植物的历史获得的定性分数。定性评估加工的神经同种异体移植物的结构完整性的一种方法包括组织的抗层粘连蛋白染色，以及与含有未加工的外周神经组织的阳性对照相比，以定性等级范围(例如1至5级，细分为0.5增量)对视觉外观进行评分。然而，这些方法依赖于操作者，并且不能使用可重现的方法精确评估生物活性支架的数量和可用性。在一些实施方式中，所确定的给定样品的结构特征可以与指示可接受的神经移植物质量的那些结构特征的参考范围进行比较。具有落在该范围之外的结构特征值的神经移植物可视为质量不可接受。在一些实施方式中，可以将确定的结构特征与来自神经移植物的生物测定的结果进行比较或相关。例如，生物测定可以通过测量培养移植物中神经突生长的程度来确定移植物的生物活性。在某些情况下，生物测定的结果可能与结构特征的结果相关，以得出可接受质量的移植物的参考范围。图2示出了可以在该技术的一些实施方式中使用的示例过程流程。可以使用图像处理应用程序的功能或特征来执行一些程序，所述图像处理应用程序是用于处理数字图像的特征的计算机程序。可以在这里的实施例中使用的图像处理应用程序的实施例是Fiji(也被称为ImageJ)。此外，在一些实施方式中，图2中描述的一些程序可以是任选的。获得识别神经移植物中含有层粘连蛋白的组织的图像(200)。通常，这些神经移植物横切面(或“切片”)是通过神经移植物的样品的组织学制备获得的，例如切片，固定，染色和将样品安装在载玻片上，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评估神经移植物质量的方法，所述方法包括：获得识别神经移植物中含有层粘连蛋白的组织的图像；在图像上使用图像处理应用程序的转换功能来创建变换的图像；使用图像处理应用程序的分析功能，分析转换的图像以根据一个或多个识别标准来识别一个或多个结构；和确定来自所述一个或多个结构的测量的所述神经移植物的一个或多个结构特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.28 US 14/724,3591.一种评估神经移植物质量的方法，所述方法包括：获得识别神经移植物中含有层粘连蛋白的组织的图像；在图像上使用图像处理应用程序的转换功能来创建变换的图像；使用图像处理应用程序的分析功能，分析转换的图像以根据一个或多个识别标准来识别一个或多个结构；和确定来自所述一个或多个结构的测量的所述神经移植物的一个或多个结构特征。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在创建所述转换的图像之前，所述方法还包括选择一个或多个感兴趣区域和采样窗口以描绘选择的图像区域，其中仅在选定的图像区域对所述转换的图像进行分析。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述感兴趣区域包括神经束。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个结构包括神经内膜管。5.根据权利要求1所述的方法，其中创建所述转换的图像包括对所述图像应用阈值转换。6.根据权利要求5所述的方法，其中应用所述阈值转换包括应用阈值转换方法、阈值转换颜色、色彩空间和黑色背景中的一个或多个。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个识别标准包括所述一个或多个结构的尺寸范围。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述尺寸范围为从直径约4.84微米到约16微米。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个识别标准包括所述一个或多个结构的圆形度范围。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述圆形度范围从大约0.5到大约1.0。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个结构特征包括每个区域的神经内膜管的数目。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个结构特征包括每个区域的神经内膜管内腔的百分比。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个结构特征包括每个区域的神经内膜管内腔的总周长。14.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯特·戴斯特，
申请(专利权)人：阿克松根股份公司，
类型：发明
国别省市：美国,US