Deneysel spinal kord yaralanması sonrası erken epidural spinal kord stimülasyonunun motor fonksiyonlar üzerine etkisi
The effect of early epidural spinal cord stimulation on motor functions after experimental spinal cord injury
Yazar: TOLGA EROL
Danışman: DOÇ. DR. EROL ÖKSÜZ
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Nöroşirürji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Elektrikle uyarma = Electric stimulation ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Motor beceriler = Motor skills ; Spinal kord = Spinal cord ; Spinal kord yaralanmaları = Spinal cord injuries ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Amaç: Spinal kord yaralanmaları sıklıkla genç erkek nüfusu etkileyen ve ciddi nörolojik hasara yol açan önemli bir sağlık problemidir. Hasar sonucunda tüm sistemler etkilenebilmekte, hatta mortalite görülebilmektedir. Akut omurilik hasarının en sık nedeni travmadır. Spinal kord yaralanmasına yol açan travmalar motorlu taşıt kazaları, spor yaralanmaları, iş kazaları ve yüksekten düşmelerdir. Spinal kord stimülasyonunun temeli Wall ve Melzack tarafından 1965'te yayınlanan makalelerinde ortaya konan kapı kontrol teorisine dayanmaktadır. Dimitrijevic ve arkadaşlarının insanlarda CPG'nin (Central Pattern Generator) ESCS (Epidural Spinal Cord Stimulation) yoluyla uyarılabilirliğini bildirmesiyle motor fonksiyonlar açısından ESCS'nin kullanımı gündeme gelmiştir. Spinal kord hasarında ESCS'nin erken dönemde uygulanması takibinde gelişen motor fonksiyonlar ve klinik iyileşmelere yönelik çalışmaların azlığı nedeniyle bu çalışmanın yapılması düşünülmüştür. 
Gereç yöntem: Çalışmamızda ağırlıkları 250-300 g arasında olan 21 adet genç-erişkin erkek Wistar-Albino cinsi sıçan kullanılmıştır. Deney hayvanları randomize olarak 3 eşit gruba ayrılmıştır. Grup 1 kontrol grubu olup cerrahi işlem yapılmamıştır. Grup 2 SCI (Spinal Cord İnjury) grubuna, T10-12 laminektomi sonrası Modifiye Allen Ağırlık Düşürme Modeli ile (omurilik dorsal yüzüne 5 cm yükseklikten 10 g ağırlık düşürülmesiyle; 50g-cm kuvvetinde) deneysel spinal kord hasarı yapılmıştır. Grup 3' e (SCI+ESCS) deneysel spinal kord hasarı sonrası ilk 2 saat içerisinde epidural spinal kord stimülasyonu yapılmıştır. Epidural spinal kord stimülasyonu Cosman marka, G4 Radiofrequency Generator Versiyon 2 cihazı ve tek kullanımlık Diros marka D467-010-TC RF probları aracılığı ile uygulanmıştır. Stimülasyon sırasıyla 50 Hz pulse rate, 1 ms pulse width anlık olarak 5 defa sonrasında 30V, 2 Hz, 20 ms, 4 dk süre ile pulse RF son olarak 2.4 Hz, 1 ms, 2 dk süre ile motor uyarı verilerek tamamlanmıştır. Deney hayvanları 0, 1, 3, 5, 7. günlerde motor fonksiyonlar açısından eğik düzlem testi ve Modifiye Tarlov Skalası ile değerlendirilmiştir.
Bulgular: SCI ve SCI+ESCS grubundaki sıçanların eğik düzlem açıları ve Modifiye Tarlov Skorları tüm ölçümlerde kontrol grubundan belirgin olarak düşük saptanmış olup, istatistiksel olarak anlamlı olduğu görülmüştür (p<0,05). SCI+ESCS grubundaki sıçanların, SCI grubundaki sıçanlara göre eğik düzlem açıları ve Modifiye Tarlov Skorları tüm ölçümlerde yüksek olarak saptanmış olup, istatistiksel olarak anlamlı olduğu görülmüştür (p<0,05). SCI+ESCS grubundaki sıçanların ortalama eğik düzlem açıları 0. günde 27° iken giderek yükselmiş, 7. günde 50° olarak saptanmış olup istatistiksel olarak anlamlı olduğu görülmüştür (p<0,05). SCI+ESCS grubundaki sıçanların ortalama Modifiye Tarlov Skorları 0. günde 0,57 iken giderek yükselmiş, 7. günde 3,43 olarak saptanmış olup istatistiksel olarak anlamlı olduğu görülmüştür (p<0,05). SCI ve SCI+ESCS grupları zamansal değişim açısından iki yönlü kıyaslandığında SCI+ESCS grubunun eğik düzlem açılarındaki ve Modifiye Tarlov Skorları'ndaki artışın daha fazla olduğunu ve istatistiksel olarak anlamlı olduğu görülmüştür (p<0,05).
Sonuç: Deneysel spinal kord yaralanması sonrası erken dönem ESCS'nin motor fonksiyonlarda iyileşme sağladığı görülmüştür. 


Anahtar kelimeler: Deneysel spinal kord hasarı, epidural spinal kord stimülasyonu, motor fonksiyonlar.

Abstract:
Objective: Spinal cord injuries are an important health problem that frequently affects the young male population and causes serious neurological damage. As a result of the damage, all systems can be affected and even mortality can be seen. Trauma is the most common cause of acute spinal cord injury. Traumas that cause spinal cord injury are motor vehicle accidents, sports injuries, occupational accidents and falls from height. Spinal cord stimulation is based on the gate control theory introduced by Wall and Melzack in their 1965 paper. The use of ESCS in terms of motor functions came to the fore when Dimitrijevic et al. reported the excitability of CPG (Central Pattern Generator) in humans via ESCS (Epidural Spinal Cord Stimulation). This study was considered due to the lack of studies on motor functions and clinical improvements following the early application of ESCS in spinal cord injury.
Material and Method: In our study, 21 young-adult male Wistar-Albino rats weighing between 250-300 g were used. Rats were randomly divided into 3 equal groups. Group 1 is the control group and no surgical procedure was performed. Experimental spinal cord injury was performed in Group 2 SCI (Spinal Cord Injury) group after T10-12 laminectomy with the Modified Allen Weight Reduction Model (by dropping 10 g weight from 5 cm height on the dorsal surface of the spinal cord; 50g-cm strength). Group 3 (SCI+ESCS) received epidural spinal cord stimulation within the first 2 hours after the experimental spinal cord injury. Epidural spinal cord stimulation was applied via Cosman brand G4 Radiofrequency Generator Version 2 device and disposable Diros brand D467-010 TC RF probes. Stimulation was completed by giving 50 Hz pulse rate, 1 ms pulse width momentarily 5 times, then 30V, 2 Hz, 20 ms, 4 min. pulse RF and finally 2.4 Hz, 1 ms, 2 min. motor stimulation. The rats were evaluated with the inclined plane test and the Modified Tarlov Scale in terms of motor functions on days 0, 1, 3, 5, 7.
Results: Inclined plane angles and Modified Tarlov Scores of the rats in the SCI group and SCI+ESCS group were found to be significantly lower than the control group in all measurements, and were found to be statistically significant (p<0.05). Inclined plane angles and Modified Tarlov Scores of the rats in the SCI+ESCS group compared to the rats in the SCI group were found to be higher in all measurements and were found to be statistically significant (p<0.05). While the mean inclined plane angles of the rats in the SCI+ESCS group were 27° on day 0, it increased gradually to 50° on the 7th day, and it was found to be statistically significant (p<0.05). The mean Modified Tarlov Scores of the rats in the SCI+ESCS group were 0,57 on day 0 and increased gradually, and it was found to be 3,43 on the 7th day, which was statistically significant (p<0.05). When the SCI and SCI+ESCS groups were compared in two directions in terms of temporal variation, it was observed that the increase in the inclined plane angles and Modified Tarlov Scores of the SCI+ESCS group was higher and statistically significant (p<0.05).
Conclusion: It has been observed that early period ESCS provides improvement in motor functions after experimental spinal cord injury.


Key words: Experimental spinal cord injury, epidural spinal cord stimulation, motor functions.