Effekten af eksoskelet-assisteret gang kombineret med transkutan rygmarvsstimulering på knoglestyrke.

Baggrund: Immobilisering medfører knogletab, der disponerer til osteoporose og fraktur, hvilket kan kompliceres af non-union, infektion og dyb venetrombose.
Nedsat muskulær kontraktion efter SCI og den forhøjede frigivelse af kortisol bidrager til en katabol tilstand, hvilket resulterer i et tab af mager vævsmasse (LTM) under læsionsniveauet.
Seks måneder efter motorisk komplet SCI falder den gennemsnitlige muskeltværsnitsareal (CSA) signifikant ved quadriceps, hamstrings og hofteadduktorer (14-16%), og 12% henholdsvis 24% ved soleus og gastrocnemius.
Efter SCI genererer quadricepsmusklerne mindre total kraft og kraft pr. arealenhed ved fremkaldelse med overfladeelektrodestimulation.
Dette tab af muskel-CSA og styrke i de nedre ekstremiteter begrænser evnen til at stå, gå og bevare knogle – selvom neurale regenerationsstrategier muligvis kunne implementeres i fremtiden.
Ud over den markante skelettmuskelatrofi oplever personer med ikke-ambulatorisk motorisk komplet SCI også et brat tab af knoglemineralindhold (BMC) og knoglemineraldensitet (BMD) med op til 1% om ugen under læsionsniveauet.
Hos personer med motorisk ukomplette læsioner, der ikke har nået 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 kompartmenter.
I den kroniske fase af SCI fortsætter knogletabet langsommere gennem individets levetid.
Dette tab af muskel og knogle placerer personer med SCI i høj risiko for skrøbelighedsfraktur.
Mere end 50% af personer med SCI oplever en skrøbelighedsfraktur i løbet af deres levetid.

Formål: Mål 1: At sammenligne effekterne af 108 sessioner af EAW + sham tSCS versus EAW + aktiv tSCS på muskel-knogle-enheden hos kørestolsafhængige kroniske SCI-deltagere.

Mål 2 (udforskningsmæssigt): At bestemme de akutte tidsforløbsresponser for serum/plasma-biomarkører for knogleresorbtion og -dannelse, muskelkontraktil aktivitet og mRNA-profilerne af cirkulerende eksosomer indsamlet før (tid 0), og igen 30, 60, 120, 180 minutter og 24 samt 48 timer efter en akut session af både EAW + aktiv tSCS og EAW + sham tSCS træningsinterventioner.

Setting: Deltagerrekruttering, den kliniske forsøgsintervention (EAW + sham tSCS versus EAW + aktiv tSCS), EMG-dataindsamling, dual energy X-ray absorptiometry (DXA), perifer kvantitativ computertomografi (pQCT), magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) til måling af tværsnitsarealet af midt-låret, og tidsforløbsresponserne for serum/plasma-biomarkører for knogleresorbtion og -dannelse og muskelkontraktil aktivitet vil blive udført på Kessler Foundation og James J. Peters VA Medical Center.

Design: Efter at have opfyldt berettigelseskriterierne 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 over jorden træning pr. session i alt 108 sessioner (3 X om ugen i 36 uger).
Ud over EAW-træningen vil EAW + aktiv tSCS-gruppen modtage simultan lumbosakral tSCS rettet mod at aktivere det lokomotore centrale mønstergenerator.

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 ca. 3 deltagere have gennemført protokollen.

Resultatmål: På 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 EAW.
Forskerne vil indsamle disse samme data igen efter ~54 træningssessioner (midtpunkt), og efter 108 træningssessioner (måned 9 tidspunkt).
Derudover vil MRI af begge ben for muskel-CSA blive udført på baseline og måned 9 tidspunktet.