Влияние экзоскелетной ходьбы в сочетании с чрескожной стимуляцией спинного мозга на прочность костей.

Предпосылки: Иммобилизация приводит к потере костной массы, что предрасполагает к остеопорозу и переломам, которые могут осложняться несращением, инфекцией и глубоким венозным тромбозом. Снижение мышечного сокращения после SCI и повышенное высвобождение кортизола способствуют катаболическому состоянию, приводящему к потере массы безжировой ткани (LTM) ниже уровня поражения. Через шесть месяцев после моторно-полного SCI средняя площадь поперечного сечения (CSA) мышц значительно уменьшается у четырехглавой мышцы бедра, подколенных сухожилий и приводящих мышц бедра (14-16%), а у камбаловидной и икроножной мышц — на 12% и 24% соответственно. После SCI четырехглавые мышцы бедра генерируют меньшую общую силу и силу на единицу площади при стимуляции поверхностными электродами. Эта потеря CSA мышц и силы в нижних конечностях ограничивает способность стоять, передвигаться и сохранять костную ткань — даже если в будущем можно будет реализовать стратегии нейрорегенерации. Помимо выраженной атрофии скелетных мышц, лица с неамбулаторным моторно-полным SCI также испытывают резкую потерю минерального содержания кости (BMC) и минеральной плотности кости (BMD) до 1% в неделю ниже уровня поражения. У лиц с моторно-неполными поражениями, которые не достигли своего амбулаторного потенциала, все еще наблюдается значительная потеря костной массы из-за иммобилизации, которая может достичь порога перелома через годы после травмы. Эта быстрая потеря костной массы в течение первых двух лет после SCI приводит к снижению объемной BMD (vBMD) в DF и PT примерно на 50% и 26% в трабекулярном и кортикальном отделах соответственно. В хронической фазе SCI потеря костной массы продолжается медленнее на протяжении всей жизни человека. Эта потеря мышечной и костной ткани подвергает лиц с SCI высокому риску хрупких переломов. Более 50% лиц с SCI испытывают хрупкий перелом в течение своей жизни.

Цели: Цель 1: Сравнить эффекты 108 сеансов EAW + имитация tSCS против EAW + активная tSCS на мышечно-костную единицу у участников с хроническим SCI, зависящих от инвалидной коляски.

Цель 2 (разведочная): Определить острые временные реакции сывороточных/плазменных биомаркеров резорбции и формирования кости, мышечной сократительной активности и профилей мРНК циркулирующих экзосом, собранных до (время 0), и снова через 30, 60, 120, 180 минут, а также 24 и 48 часов после острого сеанса как EAW + активная tSCS, так и EAW + имитация tSCS тренировочных вмешательств.

Место проведения: Набор участников, клиническое испытание вмешательства (EAW + имитация tSCS против EAW + активная tSCS), сбор данных ЭМГ, двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DXA), периферическая количественная компьютерная томография (pQCT), магнитно-резонансная томография (MRI) для измерения площади поперечного сечения средней части бедра, а также временные реакции сывороточных/плазменных биомаркеров резорбции и формирования кости и мышечной сократительной активности будут проводиться в Фонде Кесслера и Медицинском центре ветеранов Джеймса Дж. Питерса.

Дизайн: После соответствия критериям отбора пользователи инвалидных колясок с хроническим SCI будут блочно рандомизированы в группу EAW + активная tSCS или группу EAW + имитация tSCS (по n=12 в каждой группе). Обе группы будут получать 60 минут тренировки EAW по земле за сеанс, всего 108 сеансов (3 раза в неделю в течение 36 недель). В дополнение к тренировке EAW, группа EAW + активная tSCS будет получать одновременную пояснично-крестцовую tSCS, направленную на активацию центрального генератора паттерна локомоции.

Участники: Двадцать четыре участника (12 участников/группа) с SCI будут набраны в течение 4-летнего периода и случайным образом распределены в группу EAW + имитация tSCS или EAW + активная tSCS. К концу первого года примерно 3 участника завершат протокол.

Конечные точки: На исходном уровне исследователи проведут визуализацию для измерения плотности и прочности кости, поверхностную ЭМГ для оценки сократимости мышц и временную реакцию сывороточных мышечных и костных биомаркеров после острого эпизода EAW. Исследователи соберут эти же данные снова после ~54 тренировочных сеансов (середина), и после 108 тренировочных сеансов (временная точка 9 месяцев). Кроме того, MRI обеих ног для CSA мышц будет проведена на исходном уровне и в момент времени 9 месяцев.