Exoskeletstøttet Gang kombineret med Transkutan Rygmarvsstimulering: Effekt på billeddannelses- og serumbiomarkører for skeletmuskelmassen og knoglestyrken.

Baggrund: Immobilisering fører til knogletab, der disponerer for osteoporose og fraktur, hvilket kan kompliceres af non-union, infektion og dyb venetrombose. Nedsat muskelkontraktion efter SCI og den forhøjede frigivelse af kortisol bidrager til en katabol tilstand, hvilket resulterer i et tab af lean tissue mass (LTM) under læsionsniveauet. Seks måneder efter motorisk komplet SCI falder den gennemsnitlige muskeltværsnitsareal (CSA) signifikant ved quadriceps, hamstrings og hofteadduktorer (14-16%), og henholdsvis 12% og 24% ved soleus og gastrocnemius. Efter SCI genererer quadricepsmusklerne mindre total kraft og kraft pr. arealenhed, når de stimuleres med overfladeelektroder. Dette tab af muskel-CSA og styrke i de nedre ekstremiteter begrænser evnen til at stå, gå og bevare knoglemasse - selv hvis neurale regenererende strategier kunne implementeres i fremtiden. Ud over den markante skelettmuskelatrofi oplever personer med ikke-ambulatorisk motorisk komplet SCI også et kraftigt tab af knoglemineralindhold (BMC) og knoglemineraltæthed (BMD) med op til 1% om ugen under læsionsniveauet. Hos personer med motorisk ukomplette læsioner, der ikke har opnået deres ambulatoriske potentiale, er der stadig betydeligt knogletab på grund af immobilisering, der kan nå frakturtræsklen år efter skaden. Dette hurtige knogletab i de første to år efter SCI resulterer i, at den volumetriske BMD (vBMD) ved DF og PT falder med henholdsvis ~50% og 26% i de trabekulære og kortikale kompartimenter. I den kroniske fase af SCI fortsætter knogletabet langsommere gennem personens levetid. Dette tab af muskel og knogle sætter personer med SCI i høj risiko for skørhedsfraktur. Mere end 50% af personer med SCI oplever en skørhedsfraktur i løbet af deres levetid. Mål: Mål 1: At sammenligne effekterne af 108 sessioner af EAW + sham tSCS versus EAW + aktiv tSCS på muskel-knogleenheden hos kørestolsafhængige kroniske SCI-deltagere. Mål 2 (udforskende): At bestemme de akutte tidsforløbsresponser for serum/plasma-biomarkører for knogleresorption og -dannelse, muskelkontraktil aktivitet og mRNA-profilerne af cirkulerende eksosomer indsamlet før (tid 0), og igen 30, 60, 120, 180 minutter og 24 og 48 timer efter en akut session af både EAW + aktiv tSCS og EAW + sham tSCS-træningsinterventioner. Indstilling: Deltagerrekruttering, den kliniske forsøgsintervention (EAW + sham tSCS versus EAW + aktiv tSCS), EMG-dataindsamling, dual energy X-ray absorptiometry (DXA), perifer kvantitativ computertomografi (pQCT), magnetisk resonansscanning (MRI) til at måle tværsnitsarealet af midten af låret, og tidsforløbsresponserne for serum/plasma-biomarkører for knogleresorption og -dannelse og muskelkontraktil aktivitet vil blive udført på Kessler Foundation og James J. Peters VA Medical Center. Design: Efter at have opfyldt berettigelseskriterier vil kørestolsbrugere med kronisk SCI blive blokrandomiseret til EAW + aktiv tSCS-gruppen eller EAW + sham tSCS-gruppen (n=12 i hver gruppe). Begge grupper vil modtage 60 minutters EAW-overground træning pr. session i alt 108 sessioner (3 gange om ugen i 36 uger). Ud over EAW-træningen vil EAW + aktiv tSCS-gruppen modtage simultan lumbosakral tSCS rettet mod at aktivere det lokomotoriske centralmønstergenerator. Deltagere: Fireogtyve deltagere (12 deltagere/gruppe) med SCI vil blive rekrutteret over en 4-årig periode og tilfældigt tildelt en EAW + sham tSCS eller EAW + aktiv tSCS-gruppe. Ved udgangen af det første år vil cirka 3 deltagere have gennemført protokollen. Resultatmål: Ved baseline vil forskerne udføre billeddannelse for at måle knogletæthed og styrke, overflade-EMG for at vurdere muskelkontraktilitet og en tidsforløbsrespons for serum muskel- og knoglebiomarkører efter en akut omgang af EAW. Forskere vil indsamle disse samme data igen efter ~54 træningssessioner (midtpunkt) og efter 108 træningssessioner (måned 9-tidspunktet). Derudover vil MRI af begge ben for muskel-CSA blive udført ved baseline og måned 9-tidspunktet.