Pienikokoiset mekaaniset ärsykkeet luun rakenteeseen ESRD:ssä

Munuaisten osteodystrofia (ROD) on monitekijäinen ja leviävä sairaus kroonisessa munuaissairaudessa (CKD). Munuaisten vajaatoiminnan edetessä epänormaali lisäkilpirauhashormonin (PTH) eritys ja mineraalien aineenvaihdunta johtavat trabekulaarisen luun skleroosiin, aivokuoren luun ohenemiseen ja aivokuoren huokoisuuden lisääntymiseen.(1) Huolimatta fosfaattia sitovien aineiden ja D-vitamiinihoitojen laajasta käytöstä, lonkkamurtumien määrä ja murtumien jälkeinen kuolleisuusriski on huomattavasti suurempi dialyysipotilailla verrattuna yleiseen väestöön.

Suurin osa CKD:n luukatoa koskevista tutkimuksista perustui luun mineraalitiheyden (BMD) kaksoisenergiaröntgenabsorptiometrian (DXA) mittauksiin. DXA kuitenkin tekee yhteenvedon luun kokonaismassasta ennustetun luualueen sisällä, piilottaen sairauden vaikutukset trabekulaariseen ja aivokuoreen. Esimerkiksi korkean vaihtuvuuden ROD:ssa lisääntynyt trabekulaarinen tilavuus voi kompensoida aivokuoren luun häviämistä, mikä johtaa normaaliin tai lisääntyneeseen BMD-alueeseen huonosta luun lujuudesta huolimatta. Kvantitatiivinen tietokonetomografia (QCT) mahdollistaa trabekulaarisen ja aivokuoren volumetrinen BMD:n ja mittojen erillisen arvioinnin. Tämä on kuitenkin epätäydellinen ratkaisu CKD:n asettamiseen, koska QCT ei arvioi trabekulaarista arkkitehtuuria. Mikromagneettinen resonanssikuvaus (µMRI) tarjoaa ei-invasiivisen tekniikan trabekulaarisen arkkitehtuurin arvioimiseksi. µMRI-tiedot kvantifioidaan 3D-digitaalisilla käsittelymenetelmillä, kuten topologisella analyysillä, trabekulaaristen ominaisuuksien määrittämiseksi. Pilottitutkimuksemme µMRI:stä dialyysipotilailla paljasti merkittävän aivokuoren paksuuden pienenemisen ja viittasi trabekulaarisen verkon heikkenemiseen. Tämä innovatiivinen kuvantamismenetelmä voi sopia ainutlaatuisesti ROD-hoitojen arviointiin.

Luurankoon kohdistuvat mekaaniset voimat syntyvät lihasten supistumisesta, ja nämä voimat synnyttävät signaaleja, jotka moduloivat luun rakennetta. Eläintutkimukset osoittivat, että päivittäinen altistuminen pienikokoisille mekaanisille ärsykkeille (LMMS) paransi trabekulaarisen ja kortikaalisen luun määrää ja laatua. Satunnaistettu LMMS-tutkimus postmenopausaalisilla naisilla osoitti, että LMMS liittyi lisääntyneeseen DXA-BMD:hen ilman haittavaikutuksia. LMMS voi sopia ainutlaatuisesti aivokuoren ja trabekulaarisen luurakenteen palauttamiseen ROD:ssa.

Tutkimukseen otetaan 21–65-vuotiaita aikuisia, joita hoidetaan UPENN:n hemodialyysillä. Tutkimuksesta suljetaan pois vanhukset ja koehenkilöt, joilla on vakavia samanaikaisia ​​sairauksia, jotta voidaan lisätä todennäköisyyttä, että koehenkilöt suorittavat 6 kuukautta kestävän toimenpiteen ilman merkittäviä sairaalahoidon keskeytyksiä.