משפיען אוטומטי למודל פגיעה מתמשכת בחוט השדרה בעכברים

פגיעה בחוט השדרה גורמת בדרך כלל לתפקוד לקוי קבוע של חוט השדרה מתחת לקטע הפגוע. זה נגרם בעיקר על ידי חפצים הפוגעים בעמוד השדרה hyperextension של עמוד השדרה, כגון תאונות דרכים ונפילות¹. בשל הזמינות המוגבלת של אפשרויות טיפול יעילות לפגיעה בחוט השדרה, הבהרת הפתוגנזה של פגיעות בעמוד השדרה באמצעות מודלים של בעלי חיים תהיה אינפורמטיבית לפיתוח גישות טיפול מתאימות. מודל החבלה של פגיעה בחוט השדרה הנגרמת כתוצאה מפגיעה בחוט השדרה מביא לפיתוח מודלים של בעלי חיים עם פתולוגיות דומות לרוב המקרים הקליניים של פגיעה בחוט השדרה ^2,3. לכן, חשוב לייצר מודלים מדויקים, ניתנים לשחזור ונוחים של בעלי חיים עבור חבלה בחוט השדרה.

מאז המצאתו של אלן את המודל החייתי הראשון של פגיעה בחוט השדרה בשנת 1911, חלה התקדמות משמעותית בפיתוח מכשירים לביסוס מודלים של בעלי חיים הסובלים מפגיעה בחוט השדרה ^4,5. בהתבסס על מנגנוני פציעה, מודלים של פגיעה בחוט השדרה מסווגים כחבלה, דחיסה, הסחת דעת, נקע, טרנסקציה או כימיקל⁶. ביניהם, מודלי החבלה, המשתמשים בכוחות חיצוניים כדי לעקור ולפצוע את חוט השדרה, הם הקרובים ביותר לאטיולוגיה הקלינית של רוב החולים הסובלים מפגיעות בעמוד השדרה. לכן, מודל החבלה שימש חוקרים רבים במחקרי פגיעה בחוט השדרה ^3,7. מכשירים שונים משמשים לפיתוח מודלים של פגיעה בחוט השדרה. אוניברסיטת ניו יורק (NYU) – מחקרי פגיעה בחוט השדרה בבעלי חיים (MASCIS) מייצרת חבלות פגיעה בחוט השדרה על ידי מכשיר ירידה במשקל⁸. לאחר מספר גרסאות מעודכנות, MASCIS impactor נמצא בשימוש נרחב לפיתוח מודלים של בעלי חיים עם פגיעה בחוט השדרה⁹. עם זאת, כאשר מוט ההשפעה של MASCIS נופל ופוגע בחוט השדרה, עלולות להתרחש פציעות מרובות, המשפיעות על מידת הפגיעה במודלים של פגיעה בחוט השדרה. יתר על כן, השגת דיוק מכני כדי להבטיח את הדיוק של המכשיר ואת החזרתיות של מודל הייצור הוא גם מאתגר. משפיעי האופק האינסופי גורמים לחבלות על ידי שליטה בכוח המופעל על חוט השדרה במקום טיפות כבדות¹⁰. הוא משתמש במחשב המחובר לחיישן כדי למדוד ישירות את כוח הפגיעה בין המשפיע לחוט השדרה. כאשר מגיעים לסף, המשפיע נסוג מיד, ובכך נמנע ריבאונד משקל ושיפור דיוק^10,11. עם זאת, השימוש בשיטה מוטורית עדינה זו כדי לגרום נזק יכול לגרום נזק לא עקבי וליקויים תפקודיים⁶. מכשיר אוניברסיטת אוהיו סטייט (OSU) דוחס את פני השטח הגביים של חוט השדרה בקצב חולף על ידי נהג אלקטרומגנטי^12,13. מכשיר זה דומה למשפיעי האופק האינסופי, מכיוון שהוא משתמש בדחיסות למרחקים קצרים כדי לגרום לפציעות בעמוד השדרה. עם זאת, יש לו מגבלות שונות בכך שקביעה ראשונית של נקודת האפס תגרום לטעויות עקב נוכחות הנוזל השדרתי ^6,14. לסיכום, ישנם מכשירים רבים שניתן להשתמש בהם כדי לפתח מודלים של פגיעה בחוט השדרה של בעלי חיים, אך לכולם יש כמה מגבלות שמובילות לדיוק לא מספיק ולשחזור של מודלים של בעלי חיים. לכן, על מנת ליצור בצורה מדויקת, נוחה ומשכפלת יותר מודלים של חבלה בעכבר של פגיעה בחוט השדרה, יש צורך במשפיע אוטומטי וחכם על פגיעה בחוט השדרה.

אנו מציגים השפעה חדשנית על פגיעה בחוט השדרה, מערכת פגיעה חכמה בחוט השדרה של אוניברסיטת גואנגזו ג’ינאן (מערכת G smart SCI; איור 1), לייצור מודלים של פגיעה בחוט השדרה. המכשיר משתמש במד טווח לייזר כמכשיר מיקום, בשילוב עם פלטפורמה ניידת אוטומטית לאוטומציה של תקיפות על פי פרמטרים קבועים של שביתה, כולל מהירות מכה, עומק מכה וזמן שהייה. פעולה אוטומטית מפחיתה גורמים אנושיים ומשפרת את הדיוק, כמו גם את יכולת השחזור של מודלים של בעלי חיים.