Impactor Automatizado para Modelo de Lesão Medular Contusão em Camundongos

A lesão medular geralmente resulta em disfunção permanente da medula espinhal abaixo do segmento lesado. É causada principalmente por objetos que atingem a coluna vertebral e hiperextensão da coluna vertebral, como acidentes de trânsito e quedas¹. Devido à disponibilidade limitada de opções de tratamento eficazes para a lesão medular, a elucidação da patogênese das lesões medulares usando modelos animais será informativa para o desenvolvimento de abordagens de tratamento adequadas. O modelo de contusão da lesão medular causada por impacto na medula espinhal resulta no desenvolvimento de modelos animais com patologias semelhantes à maioria^{dos casos clínicos} de lesão medular2,3. Portanto, é importante produzir modelos animais precisos, reprodutíveis e convenientes para a contusão da lesão medular.

Desde a invenção de Allen do primeiro modelo animal de lesão medular em 1911, houve grandes avanços no desenvolvimento de instrumentos para o estabelecimento de modelos animais de lesão medular ^4,5. Com base nos mecanismos de lesão, os modelos de lesão medular são classificados em contusão, compressão, distração, luxação, transecção ou^química6. Dentre eles, os modelos de contusão, que utilizam forças externas para deslocar e lesar a medula espinhal, estão mais próximos da etiologia clínica da maioria dos pacientes com lesão medular. Portanto, o modelo de contusão tem sido utilizado por muitos investigadores^{em estudos de} lesão medular3,7. Vários instrumentos são utilizados para desenvolver modelos de contusão de lesão medular. O impactor MASCIS (Spinal Cord Injury Studies) multicêntrico da New York University (NYU) produz contusões de lesão medular por dispositivo de queda de peso⁸. Após várias versões atualizadas, o impactor MASCIS é amplamente utilizado no desenvolvimento^{de modelos animais} de contusão de lesão medular9. No entanto, quando a haste de impacto do MASCIS cai e atinge a medula espinhal, podem ocorrer múltiplas lesões, o que afeta o grau de lesão em modelos de lesão medular. Além disso, alcançar a precisão mecânica para garantir a precisão do instrumento e a repetibilidade do modelo de fabricação também é um desafio. Os impactores de horizonte infinito causam contusões controlando a força aplicada à medula espinhal ao invés de quedas pesadas¹⁰. Ele usa um computador conectado a um sensor para medir diretamente a força de impacto entre o pêndulo e a medula espinhal. Quando o limiar é atingido, o pêndulo é imediatamente retraído, evitando o rebote do peso e melhorando a acurácia^10,11. No entanto, o uso dessa modalidade motora fina para causar danos pode resultar em danos inconsistentes e déficits funcionais⁶. O dispositivo da Ohio State University (OSU) comprime a superfície dorsal da medula espinhal a uma taxa transitória por um driver eletromagnético^12,13. Este dispositivo é semelhante aos impactores de horizonte infinito, pois utiliza compressões de curta distância para causar lesões medulares. No entanto, apresenta várias limitações, pois a determinação inicial do ponto zero causará erros devido à presença do líquido cefalorraquidiano6,14. Em resumo, existem muitos instrumentos que podem ser usados para desenvolver modelos animais de contusão de lesão medular, mas todos eles têm algumas limitações que levam à acurácia e reprodutibilidade insuficientes dos modelos animais. Portanto, para criar modelos de contusão medular em camundongos de forma mais precisa, conveniente e reprodutível, é necessário um impactor de lesão medular automatizado e inteligente.

Apresentamos um novo impacto de lesão medular, o sistema inteligente de lesão medular da Universidade de Guangzhou Jinan (sistema de SCI inteligente G; Figura 1), para a produção de modelos de contusão de lesão medular. O dispositivo usa um telêmetro a laser como um dispositivo de posicionamento, combinado com uma plataforma móvel automatizada para automatizar golpes de acordo com parâmetros de ataque definidos, incluindo velocidade de ataque, profundidade de ataque e tempo de permanência. A operação automatizada reduz os fatores humanos e melhora a precisão e a reprodutibilidade dos modelos animais.