نموذج من جانب واحد راض عنق الرحم لاصابة النخاع الشوكي باستخدام المتصادم الأفق اللانهائي

الهدف العام من هذا الإجراء هو استحثاث نموذج كدمة أحادية الجانب في الفقرات العنقية باستخدام جهاز صدم ذو أفق لانهائي. ويتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق بناء إطار ومشبك مصممين خصيصاً، ثم يتم تثبيت العمود الفقري العنقي على المشبك.

يتم بعد ذلك وضع الحيوان في جهاز التصادم استعداداً لإحداث إصابة في النخاع الشوكي. وتتمثل الخطوة النهائية من الإجراء في إصابة النخاع الشوكي الرقبي. وينتج عن هذا الإجراء نموذج إصابة متسق مع وجود قصور وظيفي مستمر وكافٍ.

في نهاية المطاف، تؤدي قابلية تكرار هذا النموذج من الإصابة وانخفاض معدل المراضة المرتبطة به إلى تقليل عدد الحيوانات المستخدمة في أبحاث إصابات الحبل الشوكي. سيقوم بتقديم هذا الإجراء j Lee، وهو باحث مشارك في مختبري، والذي كان له دور ريادي في تطوير هذا النموذج على مدى السنوات القليلة الماضية من أجل تسليط قوى ميكانيكية حيوية متسقة وقابلة للتكرار على الحبل الشوكي. يستخدم هذا الإجراء جهاز إحداث إصابة الحبل الشوكي Infinite Horizon (أو IH)، ومشبكاً، وإطاراً للتثبيت.

تم تصميم وبناء الحيوان بشكل مخصص ليتناسب مع جهاز صدمات IH. بعد التأكد من وصول الحيوان إلى مستوى التخدير الجراحي، ضع الحيوان في إطار التثبيت المجسم (stereotaxic frame) وقم بتشريح العضلات الظهرية بعناية للكشف عن العمود الفقري. بمجرد ظهور الصفائح الفقرية من C four إلى C six، قم بإجراء شق أسفل النتوءات المستعرضة على جانبي العمود الفقري من أجل وضع المشبك أسفل النتوءات المستعرضة لـ C four إلى C six باستخدام مسبار Friedman Pearson دقيق الطرف.

أزِل صفيحة الفقرة العنقية الخامسة (C five) اليسرى بعناية لرؤية الأم الجافية والنخاع الشوكي لتسهيل إدخال الملقط. مرر قضيباً بقطر 1.5 سنتيمتر تحت الأطراف لرفع الحيوان ومن ثم رفع العمود الفقري، وثبّت فكي الملقط على النتوءات المستعرضة الجانبية من الفقرة العنقية الرابعة (C four) إلى السادسة (C six)، ثم أحكم ربط البراغي. أدخل الملقط في الحوامل المعدنية الموجودة على القضيبين الأوسطين للإطار والمثبتين بزاوية 22.5 درجة.

ارفع الرافعة المقصية حتى يستلقي الحيوان بشكل مسطح. تأكد من أن المشبك في وضع أفقي عن طريق وضع ميزان أسطواني صغير فوق المشبك. ومن خلال شد البراغي، من المهم أن تكون جميع البراغي محكمة وأن يكون الإعداد ثابتًا دون أي حركة.

قم بخفض وتوجيه طرف المطرقة باستخدام مقبض الضبط الرأسي ومقبضي الضبط الأفقيين في المطرقة IH حتى يصبح مركز طرف المطرقة محاذياً فوق قمة النتوء الشوكي للفقرة C six. وبمجرد تمركز طرف المطرقة، أدر مقبض ضبط المحور Y بمقدار 1.4 millimeters لتحريك الطرف جانبياً نحو الجانب الأيسر. استخدم مقبض الضبط الأفقي للمحور x لتحريك الطرف إلى مركز الفقرة C five.

بعد ذلك، خفّض الطرف حتى يصبح فوق الجافية مباشرةً، ويجب أن يتم توجيه طرف المصد نحو النصف الجانبي من المادة الرمادية. أدر مقبض الضبط الرأسي لرفع الطرف بمقدار أربعة مليمترات فوق الجافية. تأكد من جفاف منطقة التصادم باستخدام مسحة قطنية من خلال برنامج المصد IH.

اضبط القوة المطلوبة على 150 kilodons في البرنامج، ثم اختر "بدء التجربة" لتحفيز الاصطدام. يوضح هذا الرسوم المتحركة، من خلال مقطع عرضي للنخاع الشوكي الرقبي، كيفية إحداث إصابة أحادية الجانب عند ضبط القوة على 150 kilodons وبزاوية 22 ونصف درجة. يظهر الرسم البياني للقوة مقابل الزمن كمخطط مدرج.

توضح هذه الرسوم البيانية الزمن المسجل مقابل الإزاحة، والزمن مقابل القوة لصدمة نموذجية من النوع D بقوة 150 kilo تم إحداثها باستخدام مصادم IH. يشير السهم الأحمر إلى الوقت الذي وصل فيه المصادم إلى 20 kilodons وبدأ تسجيل الإزاحة. وتظهر التسجيلات أن القوة الفعلية التي تم تحقيقها بلغت 152 kilodons، وقُدرت قيمة التصادم أو الإزاحة داخل الحبل بـ 1, 287 micrometers.

أظهرت نتائج أربعة اختبارات سلوكية أن إصابة الحبل الشوكي أدت إلى قصور ذو دلالة إحصائية في الأطراف الأربعة استمر طوال الفترة التجريبية، واقتصر فقط على الطرف الأمامي في الجانب المصاب. وفي جميع الحالات، استمر القصور لمدة ستة أسابيع كاملة بعد الإصابة. وتُظهر سلسلة من مقاطع الحبل الشوكي التي تمر عبر كدمة نموذجية في المستوى الفقري 150 أن الإصابة أدت إلى تلف في المادة الرمادية والبيضاء في الجانب المصاب.

تتضمن منطقة الإصابة كلاً من المسارين الروبري الشوكي والقشري الشوكي في جانب الإصابة. ومع ذلك، لا يمكن استبعاد وجود بعض المحاور العصبية السليمة في هذه المسارات. وقد عانت أكثر من 80% من الحيوانات من تلف في النسيج الحشوي كان محصوراً في الجانب المماثل للإصابة.

يوفر التقدير الكمي للمقاطع الإضافية تقديراً إجمالياً للمدى التراكمي للحفاظ على المادة البيضاء والرمادية، وهو في هذه الحالة 2,400 micrometers، في الاتجاه المنخاري والجانبي بالنسبة لمركز الإصابة. وقد أظهر الجانب المماثل وجود 51.8% فقط من المادة البيضاء التي تم الحفاظ عليها و39.7% من المادة الرمادية المتبقية مقارنة بالجانب المقابل. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إحداث إصابات متسقة في الحبل الشوكي العنقي أحادي الجانب باستخدام جهاز الاصطدام ذو الأفق اللانهائي.

لن يوفر نموذج الإصابة هذا أداة قيمة لاختبار العلاجات قبل السريرية المحتملة لإصابات الحبل الشوكي فحسب، بل ستسمح لنا قابلية تكرار هذا النموذج أيضاً بتقليل عدد الحيوانات المستخدمة في هذا النوع من أبحاث إصابة الحبل الشوكي. وثمة جانب آخر في هذا النموذج نرى أنه جذاب للغاية، وهو حقيقة أن معدل المراضة لدى الحيوانات قد تم تقليله إلى أدنى حد. حيث تقتصر القصورات الوظيفية على طرف أمامي واحد، ونعتقد أن هذه الجهود الرامية إلى تقليل المراضة تمثل جانباً مهماً من إجراء أبحاث إصابة الحبل الشوكي قبل السريرية.