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

الهدف العام من هذا الإجراء هو إحداث نموذج كدمة أحادية الجانب في الفقرات العنقية باستخدام جهاز صدم "الأفق اللانهائي" (infinite horizon impactor). يتم 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 الاصطدام تحضيراً لإصابة النخاع الشوكي. وتتمثل الخطوة النهائية من الإجراء في إحداث إصابة في النخاع الشوكي الرقبي. وينتج عن هذا الإجراء نموذج إصابة متسق مع قصور وظيفي مستمر وكافٍ.

في نهاية المطاف، فإن قابلية تكرار هذا النموذج من الإصابة وانخفاض معدل المراضة المرتبطة به يقللان من عدد الحيوانات المستخدمة في أبحاث إصابة الحبل الشوكي. سيقوم j Lee، وهو باحث مشارك من مختبري، بتوضيح الإجراء، وهو الذي دعم حقاً 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 الاصطدام بالفقرات العنقيه (IH impactor). بعد التأكد من وصول الحيوان إلى مستوى التخدير الجراحي، ضع الحيوان في إطار التثبيت المجسم (stereotaxic frame) وقم بتشريح العضلات الظهرية بعناية لتعريض العمود الفقري. بمجرد تعريض الصفائح الفقرية من C4 إلى C6، قم بإجراء شق تحت النتوءات المستعرضة على جانبي العمود الفقري من أجل تركيب المشبك تحت النتوءات المستعرضة للفقرات من C4 إلى C6 باستخدام مسبار Friedman Pearson دقيق الطرف.

قم بإزالة الصفيحة اليسرى للفقرة العنقية الخامسة C five بعناية لرؤية الأم الجافية والنخاع الشوكي لتسهيل إدخال الملقط. مرر قضيباً بقطر 1.5 centimeter تحت الذراعين لرفع الحيوان ورفع العمود الفقري، ثم ثبّت فك الملقط على النتوءات المستعرضة الجانبية من الفقرة العنقية الرابعة C four إلى السادسة C six، وبعد ذلك 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 المدوّق باستخدام مقبض الضبط الرأسي ومقبضي الضبط الأفقيين الموجودين في المدوّق IH حتى يصبح مركز طرف المدوّق محاذياً فوق قمة النتوء الشوكي للفقرة C6. وبمجرد توسيط طرف المدوّق، قم بتدوير مقبض ضبط محور Y بمقدار 1.4 millimeters لتحريك الطرف جانبياً نحو الجانب الأيسر. استخدم مقبض الضبط الأفقي لمحور x لتحريك الطرف إلى مركز الفقرة C5.

بعد ذلك، اخفض الرأس حتى يصبح فوق الأم الجافية مباشرةً، ويجب أن يتم توجيه رأس المطرقة نحو النصف الجانبي من المادة الرمادية. أدر مقبض الضبط العمودي لرفع الرأس بمقدار 4 mm فوق الأم الجافية. تأكد من أن منطقة الاصطدام جافة باستخدام مسحة قطنية من خلال برنامج IH impactor.

اضبط القوة المطلوبة على 150 kilodons في البرنامج، ثم اختر "بدء التجربة" (start experiment) لإحداث الاصطدام. يوضح هذا الرسوم المتحركة، من خلال مقطع عرضي للنخاع الشوكي الرقبي، كيفية إحداث إصابة أحادية الجانب عند ضبط القوة على 150 kilodons وزاوية قدرها 22 درجة ونصف. يظهر الرسم البياني للقوة مقابل الزمن كإدراج توضيحي.

توضح هذه الرسوم البيانية الزمن المسجل مقابل الإزاحة، والزمن مقابل القوة لضربة كدمة نموذجية بقوة 150 kilo D تم تسليطها باستخدام جهاز IH impactor. يشير السهم الأحمر إلى الوقت الذي وصل فيه جهاز الاصطدام إلى 20 kilodons وبدأ فيه تسجيل الإزاحة. وتظهر التسجيلات أن القوة الفعلية التي تم تحقيقها كانت 152 kilodons، بينما قِيس مقدار الاصطدام أو الإزاحة في النخاع الشوكي بـ 1, 287 micrometers.

أظهرت نتائج أربعة اختبارات سلوكية أن إصابة النخاع الشوكي أدت إلى قصور ذي 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 النخاع الشوكي التي تعبر كدمة نموذجية بمقدار 150 kilo nine أن الإصابة أدت إلى تلف في المادة الرمادية والبيضاء في الجانب المصاب.

تتضمن منطقة الإصابة كلًا من المسارات الروبرا-نخاعية والقشرية-النخاعية في جانب الإصابة. ومع ذلك، لا يمكن استبعاد بقاء بعض المحاور العصبية سليمة في هذه المسارات. وقد عانى أكثر من 80% من الحيوانات من تلف في النسيج الحشوي كان محصورًا في الجانب المماثل.

يوفر التحديد الكمي للمقاطع الإضافية تقديراً إجمالياً للانتشار التراكمي للمادة البيضاء والرمادية المتبقية، والتي تبلغ في هذه الحالة 2,400 micrometers، في الاتجاه المنقاري (rostral) والجانبي بالنسبة لمركز الإصابة. وكانت الجانب المصاب يحتوي على 51.8% فقط من المادة البيضاء المتبقية و39.7% من المادة الرمادية المتبقية مقارنة بالجانب المقابل. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إحداث إصابات أحادية الجانب في النخاع الشوكي العنقي بشكل متسق باستخدام جهاز الاصطدام ذو الأفق اللانهائي (infinite horizon impactor).

لن يوفر نموذج الإصابة هذا أداة قيمة لاختبار العلاجات قبل السريرية المحتملة لإصابات النخاع الشوكي فحسب، بل إن إمكانية تكرار هذا النموذج ستسمح لنا أيضاً بتقليل عدد الحيوانات المستخدمة في هذا النوع من أبحاث إصابات النخاع الشوكي. وهناك جانب آخر في هذا النموذج نراه جذاباً للغاية، وهو حقيقة تقليل معدلات المراضة لدى الحيوانات إلى أدنى حد؛ حيث تقتصر العجوزات على طرف أمامي واحد، ونعتقد أن هذه الجهود الرامية إلى تقليل المراضة تمثل جانباً هاماً في إجراء أبحاث إصابات النخاع الشوكي قبل السريرية.