Exoskeletondersteund Lopen Gecombineerd met Transcutane Ruggengraatstimulatie: Effect op Beeldvorming en Serum Biomarkers van Skeletspiermassa en Botsterkte.

Achtergrond: Immobilisatie resulteert in botverlies dat vatbaar maakt voor osteoporose en fracturen, wat gecompliceerd kan worden door non-union, infectie en diepe veneuze trombose. Verminderde spiercontractie na SCI en de verhoogde afgifte van cortisol dragen bij aan een katabole toestand, wat resulteert in verlies van vetvrije massa (LTM) onder het niveau van de laesie. Zes maanden na motorisch complete SCI neemt de gemiddelde dwarsdoorsnede-oppervlakte (CSA) van de spieren significant af bij de quadriceps, hamstrings en heupadductoren (14-16%), en respectievelijk 12% en 24% bij de soleus en gastrocnemius. Na SCI genereren de quadricep-spieren minder totale kracht en kracht per oppervlakte-eenheid wanneer geëvoceerd door elektrische stimulatie met oppervlakte-elektroden. Dit verlies van spier-CSA en kracht in de onderste ledematen beperkt het vermogen om te staan, te lopen en bot te behouden - zelfs als neurale regeneratieve strategieën in de toekomst zouden kunnen worden geïmplementeerd. Naast de aanzienlijke skeletspieratrofie ervaren personen met niet-ambulante motorisch complete SCI ook een snelle afname van botmineraalgehalte (BMC) en botmineraaldichtheid (BMD) met wel 1% per week onder het niveau van de laesie. Bij individuen met motorisch incomplete laesies die hun ambulantiepotentieel nog niet hebben bereikt, is er nog steeds aanzienlijk botverlies door immobilisatie dat jaren na het letsel de fractuurdrempel kan bereiken. Dit snelle botverlies tijdens de eerste twee jaar na SCI resulteert in een volumetrische BMD (vBMD) bij de DF en PT die met respectievelijk ~50% en 26% afneemt in de trabeculaire en corticale compartimenten. Tijdens de chronische fase van SCI gaat botverlies langzamer door gedurende het hele leven van het individu. Dit verlies in spier en bot plaatst individuen met SCI in een hoog risico voor fragiliteitsfracturen. Meer dan 50% van de individuen met SCI ervaart een fragiliteitsfractuur gedurende hun leven. Doelstellingen: Doel 1: De effecten vergelijken van 108 sessies EAW + sham tSCS versus EAW + actieve tSCS op de spier-bot-eenheid bij rolstoelafhankelijke chronische SCI-deelnemers. Doel 2 (verkennend): Het bepalen van de acute tijdsverloopresponsen voor serum/plasma biomarkers van botresorptie en -vorming, spiercontractiele activiteit, en de mRNA-profielen van circulerende exosomen verzameld voor (tijd 0), en opnieuw 30, 60, 120, 180 minuten en 24 en 48 uur na een acute sessie van zowel de EAW + actieve tSCS als EAW + sham tSCS trainingsinterventies. Setting: Deelnemersinschrijving, de klinische proefinterventie (EAW + sham tSCS versus EAW + actieve tSCS), EMG-gegevensverzameling, dual-energy X-ray absorptiometrie (DXA), perifere kwantitatieve computertomografie (pQCT), magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) om de dwarsdoorsnede-oppervlakte van het middenbeen te meten, en de tijdsverloopresponsen voor serum/plasma biomarkers van botresorptie en -vorming en spiercontractiele activiteit zullen worden uitgevoerd bij de Kessler Foundation en het James J. Peters VA Medical Center. Ontwerp: Na het voldoen aan de geschiktheidscriteria zullen rolstoelgebruikers met chronische SCI geblokkeerd gerandomiseerd worden in de EAW + actieve tSCS-groep of de EAW + sham tSCS-groep (n=12 in elke groep). Beide groepen zullen 60 minuten EAW overground training per sessie ontvangen voor een totaal van 108 sessies (3 keer per week gedurende 36 weken). Naast de EAW-training zal de EAW + actieve tSCS-groep gelijktijdig lumbosacrale tSCS ontvangen gericht op het activeren van het locomotorische centrale patroongenerator. Deelnemers: Vierentwintig deelnemers (12 deelnemers/groep) met SCI zullen worden geworven over een periode van 4 jaar en willekeurig toegewezen aan een EAW + sham tSCS of EAW + actieve tSCS-groep. Aan het einde van het eerste jaar zullen ongeveer 3 deelnemers het protocol hebben voltooid. Uitkomstmaten: Op baseline zullen de onderzoekers beeldvorming uitvoeren om botdichtheid en -sterkte te meten, oppervlakte-EMG om spiercontractiliteit te beoordelen, en een tijdsverlooprespons voor serum spier- en botbiomarkers na een acute sessie EAW. De onderzoekers zullen dezezelfde gegevens opnieuw vastleggen na ~54 trainingssessies (middenpunt), en na 108 trainingssessies (maand 9 tijdstip). Daarnaast zal MRI van beide benen voor spier-CSA worden uitgevoerd op het baseline- en maand 9-tijdstip.