Impacteur automatisé pour un modèle de lésion contusive de la moelle épinière chez la souris

La lésion de la moelle épinière entraîne généralement un dysfonctionnement permanent de la moelle épinière sous le segment blessé. Elle est principalement causée par des objets frappant la colonne vertébrale et une hyperextension de la colonne vertébrale, tels que des accidents de la route et des chutes¹. En raison de la disponibilité limitée d’options de traitement efficaces pour les lésions de la moelle épinière, l’élucidation de la pathogenèse des lésions de la moelle épinière à l’aide de modèles animaux sera instructive pour le développement d’approches de traitement appropriées. Le modèle de contusion de lésion de la moelle épinière causée par un impact sur la moelle épinière aboutit au développement de modèles animaux présentant des pathologies similaires à la plupart des cas cliniques de lésion de la moelle épinière ^2,3. Par conséquent, il est important de produire des modèles animaux précis, reproductibles et pratiques pour la contusion de la lésion de la moelle épinière.

Depuis l’invention par Allen du premier modèle animal de lésion de la moelle épinière en 1911, il y a eu des progrès majeurs dans le développement d’instruments permettant d’établir des modèles animaux de lésion de la moelle épinière ^4,5. Sur la base des mécanismes de blessure, les modèles de lésions de la moelle épinière sont classés comme contusion, compression, distraction, luxation, transsection ou chimique⁶. Parmi eux, les modèles de contusion, qui utilisent des forces externes pour déplacer et blesser la moelle épinière, sont les plus proches de l’étiologie clinique de la plupart des patients atteints de lésions de la moelle épinière. Par conséquent, le modèle de contusion a été utilisé par de nombreux chercheurs dans des études sur les lésions de la moelle épinière ^3,7. Différents instruments sont utilisés pour développer des modèles de contusion des lésions de la moelle épinière. L’impacteur multicentrique de l’Université de New York (NYU) produit des contusions par un dispositif de perte de poids⁸. Après plusieurs versions mises à jour, l’impacteur MASCIS est largement utilisé pour développer des modèles animaux de contusion de la moelle épinière⁹. Cependant, lorsque la tige d’impact de MASCIS tombe et heurte la moelle épinière, de multiples blessures peuvent survenir, ce qui affecte le degré de blessure dans les modèles de lésions de la moelle épinière. De plus, il est également difficile d’atteindre la précision mécanique pour assurer la précision de l’instrument et la répétabilité du modèle de fabrication. Les impacteurs à horizon infini provoquent des contusions en contrôlant la force appliquée à la moelle épinière plutôt que des chutes lourdes¹⁰. Il utilise un ordinateur connecté à un capteur pour mesurer directement la force d’impact entre l’impacteur et la moelle épinière. Lorsque le seuil est atteint, l’élément de frappe est immédiatement rétracté, évitant ainsi le rebond du poids et améliorant la précision^10,11. Cependant, l’utilisation de cette modalité de motricité fine pour infliger des dommages peut entraîner des dommages incohérents et des déficits fonctionnels⁶. Le dispositif de l’Université d’État de l’Ohio (OSU) comprime la surface dorsale de la moelle épinière à un rythme transitoire par un pilote électromagnétique^12,13. Ce dispositif est similaire aux impacteurs à horizon infini, car il utilise des compressions à courte distance pour provoquer des lésions de la moelle épinière. Cependant, il présente diverses limites dans la mesure où la détermination initiale du point zéro entraînera des erreurs dues à la présence du liquide céphalo-rachidien ^6,14. En résumé, il existe de nombreux instruments qui peuvent être utilisés pour développer des modèles animaux de contusion de lésion de la moelle épinière, mais ils ont tous certaines limites qui conduisent à une précision et une reproductibilité insuffisantes des modèles animaux. Par conséquent, afin de créer de manière plus précise, pratique et reproductible des modèles de contusion chez la souris de lésion de la moelle épinière, un impacteur automatisé et intelligent pour les lésions de la moelle épinière est nécessaire.

Nous présentons un nouvel impacteur de lésions de la moelle épinière, le système intelligent de lésions de la moelle épinière de l’Université Guangzhou Jinan (système G smart SCI ; Figure 1), pour produire des modèles de contusion des lésions de la moelle épinière. L’appareil utilise un télémètre laser comme dispositif de positionnement, combiné à une plate-forme mobile automatisée pour automatiser les frappes en fonction des paramètres de frappe définis, y compris la vitesse de frappe, la profondeur de frappe et le temps de séjour. Le fonctionnement automatisé réduit les facteurs humains et améliore la précision ainsi que la reproductibilité des modèles animaux.