Las estrategias experimentales para llenar los vacíos grandes de tejido de la médula espinal lesionada espinal después de la lesión aguda y crónica

Severe spinal cord injuries often result in tissue defects. Two possibilities are described to successfully bridge such gaps to promote tissue adaptation, regenerative responses and functional improvement in rats via implantation of a mechanical microconnector system after acute injury and five weeks after complete spinal cord transection.

Después de una lesión de la médula espinal (SCI) se forma una cicatriz en el núcleo de la lesión que impide la regeneración axonal. La reducción de la zona de la lesión después de un insulto a la médula espinal, las resecciones tumorales, o defectos de los tejidos resultantes de accidentes traumáticos pueden ayudar a facilitar la reparación de tejidos en general, así como el crecimiento de regeneración de las fibras nerviosas dentro y más allá de la zona afectada. Se presentan dos estrategias de tratamiento experimentales: (1) la implantación de un nuevo dispositivo microconnector en una médula espinal de rata torácica seccionado de forma aguda y completamente readaptar cortó muñones de tejido de la médula espinal, y (2) de llenado polietilenglicol del sitio SCI en las ratas lesionadas crónicamente después de resección de la cicatriz. La lesión de la médula espinal crónica en este modelo es una transección de la médula espinal completa que fue infligido 5 semanas antes del tratamiento. Ambos métodos han logrado recientemente resultados prometedores y regeneración axonal promovido la invasión celular, beneficiosa y mejoras funcionalesen modelos de roedores de la lesión de la médula espinal.

El sistema microconnector mecánica (MMS) es un sistema multi-canal compuesto de polimetilmetacrilato (PMMA) con un sistema de tubo de salida para aplicar presión negativa a los mMS lumen tirando por lo tanto los muñones de la médula espinal en los orificios de panal estructurado. Después de su implantación en el hueco de tejido 1 mm el tejido es aspirado en el dispositivo. Además, las paredes interiores de los MM se microestructurada para una mejor adherencia de los tejidos.

En el caso del enfoque de lesión de la médula espinal crónica, el tejido de la médula espinal - incluyendo el área de la lesión de la cicatriz lleno - se reseca en un área de 4 mm de longitud. Después de la resección de la cicatriz microquirúrgico la cavidad resultante se rellena con polietilenglicol (PEG 600), que se encontró que proporcionaba un excelente sustrato para la invasión celular, la revascularización, la regeneración axonal y la remielinización incluso compacto in vivo.

Una lesión traumática de la médula espinal no sólo conduce a la pérdida de axones pero más resultados en materia defectos de los tejidos que impiden cualquier respuesta regenerativa (para una revisión véase ^1,2). el tejido de la médula espinal a menudo se pierde a través de la degeneración secundaria que conduce a la formación de quistes o agujeros en y alrededor del área de la lesión. La mayoría de las intervenciones terapéuticas experimentales se centran en incompletas daños en la médula espinal como transección, aplastamiento o contusiones lesiones parciales con un borde de tejido sano restante. Para las lesiones completas como cortes transversales totales resultantes de accidentes traumáticos o intervenciones quirúrgicas, como resecciones tumorales, solamente las opciones de tratamiento disponibles son muy limitadas hoy ^3,4. Después de la transección completa, la tensión mecánica de los resultados de tejido en retracción muñón espinal, dejando un pequeño espacio en la médula espinal. La mayoría de las estrategias se centran en llenar este vacío con tejidos, células o matrices de ^5,6.

Aquí, una estrategia diferentese presenta, es decir, re-adaptación de los muñones separados utilizando un nuevo dispositivo microconnector ^7. Con el fin de readaptar los dos muñones, fuerza mecánica tiene que ser aplicado como una ligera presión negativa de lograr esto (Figura 1). El sistema microconnector mecánica (MMS) es un sistema multi-canal de polimetilmetacrilato (PMMA) con agujeros con forma de panal (Figura 1A) y provisto de un sistema de tubo de salida. Se implanta en el hueco de tejido resultante de la transección completa de la médula espinal en la rata (Figura 1C). Un tubo puede ser conectado a una bomba de vacío para aplicar presión negativa a los MMS (Figura 1D). La presión de tira de los tocones de la médula espinal desconectados en los agujeros con forma de panal del MMS, que tienen paredes microestructurados para mantener el tejido en su lugar cuando se libera la presión (Figura 1B). El tubo se puede dejar intacta después de la cirugía y se une a una minibomba osmótica con el finpara infundir sustancias en el núcleo de la lesión (Figura 1E-F).

Además de una transección aguda de la médula espinal otro tipo de resultados lesión completa de la extirpación quirúrgica de un tumor de la médula o un sólido cicatriz lesión crónica que conduce a grandes huecos de tejido de varios milímetros, que no pueden ser superadas por el MMS hasta el momento. La mayoría de los pacientes con trauma de la médula espinal sufren de lesiones crónicas. En estos pacientes, una cicatriz completamente desarrollado ocupa el núcleo de la lesión. La extirpación quirúrgica de la cicatriz de la lesión es un concepto para el tratamiento que se investiga actualmente después de la lesión experimental ^8,9. Aunque el procedimiento de resección en sí se puede realizar sin causar daño adicional considerable, el hueco de tejido resultante necesita ser puenteado con una matriz adecuada que permite y promueve la regeneración del tejido y, en el caso específico de las lesiones de la médula espinal, la regeneración de las fibras nerviosas para mantener y promover las funciones del aparato locomotor. Eraencontró que el polietilenglicol de bajo peso molecular (PEG 600) es un material muy adecuado para este propósito. Su falta de inmunogenicidad y la muy baja viscosidad permite una integración sin problemas en el tejido circundante. La inserción del biopolímero solo promueve la invasión de células beneficiosos, incluyendo las células endoteliales, células de Schwann periféricos, y astrocitos, y - muy importante - la regeneración y la elongación de los axones de descendente y ascendente tractos de fibras, así como su ensheathment por mielina compacta ^8. Se encontró que estas respuestas regenerativas que ir acompañada de larga duración mejoras funcionales. La combinación de la resección de tejido cicatrizal y la posterior implantación de PEG 600 presenta un medio seguro y simple, pero muy eficaz para salvar defectos sustanciales de tejido de la médula espinal.

directrices institucionales para la seguridad de los animales y la comodidad se respetaron, y se les proporcionó todas las intervenciones quirúrgicas y cuidado de los animales pre y post-quirúrgica de acuerdo con la ley alemana de Protección de Animales (Office Protection Estado, Ambiental y del Consumidor de Renania del Norte-Westfalia, LANUV NRW ).

1. La transección completa de la médula espinal torácica de ratas Wistar hembras (220 - 250 g)

1. Preparación de la médula espinal
   1. Utilice la anestesia de inhalación de isoflurano (2-3% de isoflurano en O ₂ / NO ₂ en una proporción de 1: 2) y la inyección en bolo de carprofeno (por vía subcutánea [sc] 5 mg / kg). se recomienda la combinación de carprofeno y de la buprenorfina opioide (0,02 mg / kg sc). Iniciar la cirugía cuando la tapa del ojo del reflejo al tacto suave con un bastoncillo de algodón y de la pata reflejo de retirada de estímulos pellizcando con pinzas ya no se observa.
   2. Colocar el animal en una manta de calentamiento a 37 ° C para mantener la temperatu de la carroceríare durante la cirugía y ungüento para los ojos puesto en los ojos para evitar la sequedad, mientras que bajo anestesia.
   3. Shave la espalda del animal y preparar la piel con un desinfectante de la piel.
   4. Cortar la piel en la línea media a lo largo de las vértebras torácicas para 4 cm con una cuchilla quirúrgica y abrirlo. A partir de este paso, tendrá que utilizar esterilizar instrumentos quirúrgicos para todos los procedimientos (en autoclave o inmersión a esterilizar).
   5. Retraer los músculos por encima de las vértebras torácicas usando una pequeña pinza músculos.
   6. Retire las apófisis espinosas a nivel torácico 8 (Th8) y Th9 con un rongeur hueso por el recorte con cautela pequeñas piezas de hueso hasta que los huesos vertebrales son planas.
   7. El uso de fórceps anatómicas para levantar la columna vertebral en la apófisis espinosa Th7 y utilizar un rongeur para recortar pequeñas piezas de hueso vertebral de caudal a rostral hasta una laminectomía se realiza a Th8 y Th9. Exponer la duramadre sin dañarlo retirando cuidadosamente solamente unos pocos y muy pequeños trozos de hueso vertebral a la vez.
   8. Sujetar la cadena principal por 2 abrazaderas de estabilización en las apófisis espinosas Th7 y Th10, levantar al animal para desacoplar los movimientos respiratorios de las vértebras.
2. Una sección completa de la médula espinal a nivel torácico 8/9
   1. Levante la duramadre con unas pinzas finas, cortar la duramadre con unas tijeras finas ojo en dirección transversal.
   2. Mantenga el extremo del corte lateral de la duramadre con unas pinzas finas e insertar un gancho espinal en el espacio entre la duramadre subarachnoidic y arachnoidea. Evitar el daño de las meninges por no pinchar en el pia o duramadre con fórceps o un gancho de la médula espinal.
   3. gire lentamente el gancho para colocarlo a lo largo del tejido de la médula espinal, teniendo cuidado de no pinchar en la duramadre (PIA sigue intacta).
   4. Levantar la médula espinal durante aproximadamente 1 - 2 mm hacia arriba, hasta que una brecha se ve en la cara ventral entre el tejido de la médula espinal y la duramadre.
   5. Inserte tijeras finas del ojo en el espacio entrn duramadre y la piamadre y cortar la médula espinal, mientras que el gancho espinal se deja en su lugar.
   6. Levante las dos cepas de la médula espinal con dos pinzas y garantizar visualmente transección completa.
   7. Para los animales de control lesionadas y animales con una lesión crónica, cerrar la duramadre por suturas interrumpidas con monofilamento no absorbibles 9,0 hilos.
   8. Para las lesiones crónicas cursar una parte 1.6.
3. Implantación mMS
   1. Coloque mMS por encima del sitio de la lesión con los dos tubos se extiende a cada lado lateral de la vértebra y lo baja en la cavidad de la lesión.
   2. tubos de sutura a los músculos en el lado de la vértebra con no reabsorbible 4-0 hilo para asegurar la estabilización de los MMS. Garantizar una fijación de los MMS utilizando fórceps durante este paso.
   3. Retire la clavija de conexión mMS cortando con unas tijeras finas.
   4. Cierre la duramadre por encima de los MMS y se sutura con hilos de 9,0.
   5. Una un tubo a la bomba de vacío, y sellarla otra por apriete.
   6. Aplicar presión negativa suave para el MMS por una bomba de vacío a través del tubo abierto, chupando los tocones de la médula espinal en el lumen MMS. Aplicar la presión negativa durante varios minutos (como máximo, para 10 min) y controlar por los sensores (250 a 350 mbar).
   7. Cortar los tubos cerca de los MMS y quitar los tubos. Continúa con el paso 1.6.
4. La resección del tejido del cordón espinal Incluyendo la cicatriz de la lesión crónica en la semana 5 después de la lesión inicial
   1. Siga los pasos 1.1.1 - 1.1.5.
   2. Identificar el tejido de la cicatriz por la apariencia marrón amarillo y el tejido rígido en la parte superior de la médula espinal. Retire con cuidado las capas superficiales del tejido de la cicatriz sujetando con pinzas finas y cortar con unas tijeras finas. Con este método, vuelva a abrir el sitio de laminectomía para exponer el tejido que contiene el área de lesión de la médula espinal. Detener la preparación cuando se identifica visualmente la sutura duramadre.
   3. Sujetar la cadena principal por 2 abrazaderas de estabilización en espínsos procesos TH7 y Th10, y luego elevar al animal para desacoplar los movimientos respiratorios de las vértebras.
   4. Con una pequeña regla cartón medir el área de la médula espinal que ha de ser resecado (longitud: 4 mm) y marcar los bordes de esta zona de tejido correspondiente, con incisiones transversales para permitir la posterior eliminación de tejido.
   5. Quitar el tejido de la cicatriz a través de una combinación de corte y aspiración. Sacar el tejido que se ha separado de la médula espinal con las incisiones transversales. Utilice aspiración suave siempre que sea suficiente para permitir la eliminación del tejido. Además, siempre que la textura de rigidez del tejido de la cicatriz hace que la aspiración del tejido demasiado difícil, utilizar unas tijeras finas para cortar y eliminar este tejido.
   6. Introduzca un trozo (aproximadamente 5 mm x 5 mm x 5 mm cubo) de la esponja de gelatina hemostática en el hueco de tejido hasta que se desploma de sangrado. La esponja de gelatina se reducirá en tamaño tan pronto como se empapa con el líquido.
5. IMPLAntation de PEG 600
   1. Preparar 1 ml de PEG puro sin diluir 600 para la inyección por calentamiento a 37 ° C.
   2. Retire esponja de gelatina.
   3. Inserte suficiente cantidad (aproximadamente 5-7 l) de PEG en el hueco con una jeringa de 10 l o una pipeta de 10 l.
   4. Con cuidado, cubrir el área con un trozo (aproximadamente 5 mm x 4 mm) de reemplazo de sellador / dura.
   5. Fijar el sellador rodea el tejido muscular con unas gotas de pegamento de tejidos. Coloque el sellador en la parte superior de la brecha de la resección lleno de PEG. Para evitar el deslizamiento del sellador, utilizar pequeñas gotas de goma de tejido para fijar las esquinas del sellador en el tejido muscular circundante. Nota: evite las fugas de la goma de tejido en el tejido de la médula espinal!
6. Cierre de Tejido y los cuidados postoperatorios
   1. los músculos de sutura y capa de piel de capas con suturas interrumpidas con trenzadas 4-0 hilos absorbibles
   2. Inyectar 2 x 2,5 ml de cloruro de sodio (NaCl[0,9%]) a 36 ° C sc para la rehidratación después de la cirugía. Una sola inyección de 5 ml de NaCl estiraría la piel del animal y puede causar un daño innecesario al animal. No deje desatendida animal hasta que se recupere la plena conciencia.
   3. Inyectar carprofeno diaria (sc 5 mg / kg) durante al menos 2 días después de la cirugía. animales de casa en una sola jaula durante los 2 primeros días, después en grupos de 2 - 3.
   4. Aplicar tratamiento antibiótico (administración oral diaria de enrofloxacina) para la primera semana después de la operación.
   5. Hacer vejiga manual de la micción en dos a tres veces por día por acariciar suavemente sobre el vientre del animal del rostral a caudal. Tenga cuidado de no mover la columna vertebral, del animal y no levante el animal en la cola. anular manualmente la vejiga del animal completamente espinalizada diaria durante todo el tiempo de supervivencia. Se debe tener cuidado al colocar bolitas de comida y botellas de agua en una altura que puede ser alcanzado por los animales sinde pie sobre sus patas traseras. A pesar de ser lesionados en función de cuarto trasero, los animales se mueven y exploran las jaulas activa inmediatamente después de la cirugía. Se recomienda mantener las ratas en grupos sociables.
   6. Para las lesiones crónicas dejar un tiempo de supervivencia de los animales de cinco semanas antes de la resección de la cicatriz. Siga los pasos 1.4.

La preservación de tejidos, axonal nuevo crecimiento y beneficio funcional de la implantación después mMS aguda transección completa de la médula espinal
Se demuestra que la implantación aguda del MMS estabiliza los muñones de la médula espinal completamente seccionado y la disminución de la contracción del tejido (Figura 2A frente a B). Como se visualizaron por tinción con tricrómico en secciones sagitales, la tinción del tejido conectivo verde de la cicatriz fibrótica en el núcleo lesión es mucho más denso y más prominente en los animales control lesionados (Figura 2D) que en mMS implantados animales (Figura 2C). Curiosamente, no se observaron diferencias en los tiempos de supervivencia de largo en la acumulación de macrófagos en el sitio de la lesión como se visualizó por tinción inmunohistoquímico contra ED-1 en mMS implantados frente a animales de control lesionado (no mostrados).

Inmediatamente después de la implantación, la falta de tejido en el MMS lumen se observó que posteriormente se llenan de células y tejidos después de varios días. A las 5 semanas después de la cirugía masiva crecimiento hacia el interior axonal en el lumen mMS pudo detectarse (Figura 3A). Por otra parte, el MMS lumen se vascularizado (Figura 3B) y estructuras axonales se encontraron en las proximidades de los vasos sanguíneos (no mostrados). Evaluación de campo abierto Basso-Beattie-Bresnahan puntuación locomotor (BBB), reveló una mejora significativa funcional de animales implantados con MMS (línea de color negro en la Figura 3C) frente a animales de control con lesiones (línea gris en la Figura 3C) a las 2 y 4 semanas Post cirugía.

La invasión celular, revascularización, axonal Regeneración y mejora funcional en ratas espinal lesionada de la columna vertebral crónica después de la resección de la cicatriz y PEG Implantación
En el modo de lesión crónicals de la transección de la médula espinal torácica tanto parcial como completa la extirpación quirúrgica de la cicatriz de la lesión en la semana cinco después de la lesión inicial no causaron ningún daño adicional detectable o incomodidad para los animales. Resección de la cicatriz y la posterior inserción de PEG 600 dieron lugar a la regeneración del tejido, que era detectable dentro de la matriz (Figura 4). Además, la deposición de las vainas de colágeno extracelular - que es típica para la malla de la membrana basal de los tejidos de la cicatriz - no era tan prominente después de PEG-tratamiento (Figura 4C) en comparación con los controles de lesión de sólo (Figura 4B). En contraste con la cicatriz crónica de los controles de lesión de sólo (no se muestra), el sitio de resección rellenos de matriz fue invadido por las células que promueven el crecimiento de los axones después de la resección. Ya tan pronto como una semana después de la resección y tratamiento de varios tipos de células beneficiosas en el área de la matriz podría ser identificado como células endoteliales (que se encontraron a estar presentes en la regeneración de la sangre vessels [Figura 4D]), astrocitos (Figura 4F) y células de Schwann periféricos (Figura 4G). Cinco semanas después de la resección de la zona tratada-PEG se llena de numerosos perfiles axonal (Figura 4E).

La matriz de PEG promovió el crecimiento regenerativo sustancial de numerosos axones (Figura 4D, E, G). Con estudios de trazado y tinción inmunohistoquímica, varios ascendente y descendente poblaciones axonal podría ser identificados que regeneran no sólo en sino también más allá de la zona llena de ^PEG-8. Transmisión EM análisis de la zona tratada de los animales con un periodo de supervivencia a largo (8 meses) no sólo confirmó la presencia de células de Schwann, pero reveló además mielinización compacto de los axones regenerados dentro de la matriz de ^PEG-8. los perfiles de los axones regenerados se asocian con frecuencia a las zonas de la angiogénesis(Figura 4D). Coloraciones de inmunohistoquímica demostraron que los perfiles de los axones que se encontraron en el área de resección tratados estuvieron estrechamente asociados con las células de Schwann y parecían estar mielinizadas por estas células ya a principios de puntos temporales después de la resección y la implantación ^8.

A largo plazo (ocho meses) Estudio del comportamiento reveló mejoras funcionales del aparato locomotor de larga duración sustanciales después de la resección de la cicatriz crónica y PEG-tratamiento (Figura 5).

Figura 1. mMS Diseño y principio de funcionamiento (A) la imagen fotográfica de los MMS, (B) microestructuras superficie adhesiva de mMS paredes laterales, barra de escala:. 50 micras, (CF) dibujo esquemático: (C) implantation de los MMS en la lesión de la médula espinal, (D) la aplicación de vacío para aspirar el tejido en la estructura de nido de abeja (flecha roja: presión negativa), (E) fuerza adhesiva mantiene los muñones de la médula espinal, en estrecha proximidad a una distancia de solamente varios micrómetros, (F) la distribución de sustancias farmacológicas en el lumen a través de 4 micro-canales internos (flechas negras señalan los micro-canales 1 - 4). Infusión se representa por la flecha azul en el puerto de entrada. En D - E se muestra sólo la mitad de los MMS. Reimpresión de Brazda et al, 2013 ⁷ con permiso de Elsevier. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2. Preservación tejido espinal después de mMS Implantation. tejido de la médula espinal a los 6, respectivamente. 7 meses después del corte transversal total, con (A) y sin implante MMS (B). La flecha en (B) indica la región de la médula espinal correspondiente al sitio de implantación del MMS (flecha) en (A). Tenga en cuenta la contracción del tejido de la médula espinal en el animal no tratado (B) en contraste con la estructura bien conservada en (A). Trichrome tinción de secciones sagitales de la médula espinal después de mMS implantación (C) frente a los animales de control sin implante (D). Verde: el tejido conectivo, rojo: citoplasma, negro: nucleus.The centro de la lesión se llena con tejido de la cicatriz (verde) en los animales control lesionados (D, flecha negro representa epicentro de la lesión), mientras que sólo la cicatrización marginal es evidente alrededor de MMS en tratados animales después de 14 días (C). Tenga en cuenta que el MMS se compone de estructuras de nido de abejaque se lavan a cabo durante el procesamiento de tejidos si se corta en rodajas 20 micras. La barra de escala para (A, B) en (A), por (C, D) en (D): 1 mm. Modificado de Brazda et al, 2013 ⁷ con permiso de Elsevier. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3. La regeneración axonal, la revascularización y Campo Abierto Locomotor puntuación después de mMS implantación. (A) tinción inmunohistoquímico de neurofilamentos fosforilados con marcador pan-axonal (PAM) en una sección de la médula espinal sagital a las 5 semanas después de la sección completa de la médula espinal y la implantación de MMS. El lumen de MMS es señalan con un asterisco. Las paredes (W) del MMS están marcados por trazoslíneas. Tenga en cuenta los numerosos axones teñidos en el MMS lumen previamente tejido desprovisto. Barra de escala: 100 micras. (B) tinción inmunohistoquímico de los vasos sanguíneos en el lumen MMS (identificado con el factor de von Willebrand tinción [vWF], verde). (C) Valoración de la puntuación locomotora BBB para MMS implantados (línea de color negro, N = 9) frente a los animales heridos de control (línea gris, N = 6). La acreditación media de las extremidades traseras izquierda y derecha (promedio por grupo) se representa con una desviación estándar. Diferencias estadísticamente significativas están marcados con un asterisco (Rango de Mann-Whitney, prueba de suma de p <0,05). Modificado de Brazda et al, 2013 ⁷ con permiso de Elsevier. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4.PEG Matrix favorece la regeneración de tejidos y la invasión celular beneficioso tras la resección de la cicatriz y tratamiento. (A) tinción Negro Sudán muestra que gran parte de la brecha resecado (carente de tinción Negro Sudán) están llenos de tejido a 1 semana después de la resección. (B, C) ​​La tinción de la cicatriz de la lesión fibroso con colágeno tipo IV a 1 semana después de la resección. Una cicatriz densa está presente en los animales de control, mientras que los animales tratados con PEG revelan una inmunotinción mucho más débil y más distinta. (D) Área de la angiogénesis (WWF) contiene los perfiles de los axones regenerados (identificados con neurofilamentos [NF]) en una semana después de la resección. (E) Numerosos axones han crecido en la zona tratada a 5 semanas después de la resección. (F, G) Tanto glial fibrilar ácida de la proteína positivo (GFAP ⁺⁾ astrocitos y células de Schwann S100 ⁺ invaden la matriz de PEG y este último se encuentran en estrecha asociación con el regenerating axones ya después de 1 semana de tratamiento post. Barras de escala: (A) 1 mm; (CF) 100 m, (G) 50 micras. (BG):.. Adaptado de Estrada y otros, 2014 ⁸ con permiso de Elsevier Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5. Mejora de la función locomotora tras una lesión de la médula espinal crónica, Scar resección y PEG-tratamiento. Evaluación de la BBB (mBBB) Puntuación locomotor modificado para tratado con PEG (PEG, rombos negros, N = 13 a 14 por punto de tiempo) versus control animales, que recibieron un total de transección de la médula espinal sin resección de la cicatriz (TX, triángulos blancos, N = 13-14 por punto de tiempo) después de la lesión de la médula espinal crónica. puntajes mBBB promediados+ Error estándar de la media de un solo lado de Mann-Whitney U, * p ≤0.05, ** p ≤0.01, *** p ≤0.001; Modificado de Estrada et al., 2014 ⁸ con permiso de Elsevier, lesión inicial WPL = semana después, WPR = semanas después de la resección. Barra de error = SEM (error estándar de la media). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Aquí se presentan dos enfoques quirúrgicos diferentes para llenar los vacíos de tejido de la médula espinal después de (1) la transección completa aguda y MMS implantación y (2) la lesión de la médula espinal crónica y la eliminación de la cicatriz fibrosa, más PEG implantación matriz. Ambas estrategias conducen a la conservación de tejidos y la regeneración axonal, así como a la mejora funcional significativa locomotor de los animales tratados. Para la implantación mMS una fijación adecuada del MMS dentro de la médula espinal mediante la sutura duramadre firme después de la cirugía es un paso crítico técnica.

El MMS tiene más potencial terapéutico debido a su sistema de microcanales interno implementado que permite que la infusión local de líquidos terapéuticamente activas en el núcleo de la lesión a través de, por ejemplo., Una minibomba osmótica adjunta ^7. Por su futuro uso clínico previsto, el material debe ser mMS bioabsorbible. Actualmente, la fabricación de sistemas de conectores compuesta de materiales a base de lactida essiendo probado. Además, se establecerá recubrimiento de los MMS con un material conductor electrónico con el fin de aplicar campos eléctricos terapéuticos a la médula espinal lesionada.

En cuanto a las lesiones de la médula espinal crónicas, otra estrategia fue seguida, ya que la tensión física de las cepas separadas de la médula espinal después de la extirpación quirúrgica de la cicatriz parecía demasiado alto si un intervalo de varios milímetros debe ser cruzado. Sorprendentemente, el bajo peso molecular de PEG 600 demostró ser un biopolímero muy adecuado para llenar el vacío resultante. Se permite la formación de un puente de tejido estable, que promueve la angiogénesis y la invasión celular de tipos de células beneficiosos. Se presume que las propiedades físicas de PEG600, como su viscosidad, juegan un papel importante para la eficacia observada desde otros tipos de PEG con pesos y / o viscosidades moleculares más altos o más bajos no eran tan beneficioso.

Cerrar la brecha más pequeña después de la sección agudo con el nuevo conectadorsistema de cables a una mejora funcional claro tan pronto como 4 semanas después de la lesión. Los animales respectivos alcanzaron una puntuación acreditación de aproximadamente 7 por ese tiempo y claras diferencias entre MMS-animales y las ratas de control fueron evidentes. Crónicamente lesionado animales que recibieron una resección de la cicatriz y PEG-implantación también se recuperaron significativamente mejor que los controles no tratados, pero las mejoras fueron notables sobre todo en puntos de tiempo posteriores (después de aproximadamente 16 semanas). Estas observaciones podrían explicarse por la naturaleza de la lesión (es decir., Aguda frente a crónica, y el defecto del tejido mm 1 mm frente a 4). En el caso de las lesiones más grandes el crecimiento de regeneración de los axones a través del sitio de la lesión requiere períodos de tiempo más largos. Además, es muy probable que los períodos de tiempo más largos de no utilización de las extremidades traseras resultan en mayores grados de eventos degenerativos y, por tanto, en mejoras funcionales menos prominentes.

Futura optimización del tratamiento con PEG después de spi crónicanal lesión espinal, a través de enfoques combinatorios, por ejemplo., la siembra adicional del PEG con células estimuladoras del crecimiento (tallo), como las células de sangre de cordón umbilical ¹⁰ in vivo, se están probando actualmente.

The authors have nothing to disclose.

German Legal Casualty Insurance (DGUV), Research Commission of the Medical Faculty of the Heinrich-Heine-University