ABSTRACT
ABSTRACT Objective: To determine the amount of loss of function after spinal cord transection of varying extents, and whether magnetic iron oxide nanoparticles, in combination with an external magnetic field, improve the rate of subsequent functional recovery in rats. Methods: The animals were divided into groups with 50%, 80% and complete spinal cord transection. The animals of all three study groups were administered magnetic iron oxide nanoparticle suspension to the area of injury. The three control groups were not administered magnetic nanoparticles, but had corresponding transection levels. All animals were exposed to a magnetic field for 4 weeks. Loss of postoperative function and subsequent recovery were assessed using the BBB motor function scale and somatosensory evoked potential monitoring on the first day after surgery, and then weekly. Terminal histological analysis was also conducted in all the groups. Results: The animals in the control or complete transection groups did not demonstrate statistically significant improvement in either the BBB scores or evoked potential amplitude over the four-week period. In the group with 50% transection, however, a statistically significant increase in evoked potential amplitude and BBB scores was observed four weeks after surgery, with the highest increase during the second week of the study. In the group with 80% transection, only improvement in evoked potential amplitude was statistically significant, although less pronounced than in the 50% transection group. Conclusion: The use of magnetic iron oxide nanoparticles in combination with a magnetic field leads to higher rates of functional recovery after spinal cord injury in laboratory animals. The mechanism of this functional improvement needs further investigation.
RESUMO Objetivo: Determinar a quantidade de perda de função depois de transecção de medula espinal de várias extensões, e se as nanopartículas magnéticas de óxido de ferro combinadas a um campo magnético externo melhoram a taxa de recuperação funcional em ratos. Métodos: Os animais foram divididos em grupos com transecção de medula espinal de 50%, 80% e completa. Os animais dos três grupos do estudo receberam suspensão de nanopartículas magnéticas de óxido de ferro na região da lesão. Os três grupos controle não receberam as nanopartículas magnéticas, mas tinhas níveis de transecção correspondentes. Todos os animais foram expostos a um campo magnético durante 4 semanas. A perda de função pós-operatória e a recuperação subsequente foram avaliadas pela escala de BBB quanto à função motora e por monitoração do potencial somatossensorial evocado no primeiro dia depois da cirurgia e, a seguir, uma vez por semana. A análise histológica terminal também foi realizada em todos os grupos. Resultados: Os animais do grupo controle ou nos grupos transecção completa não demonstraram melhora estatisticamente significante tanto nos escores BBB quanto na amplitude do potencial evocado durante o período de quatro semanas. No grupo com transecção de 50%, porém, constatou-se um aumento estatisticamente significante da amplitude do potencial evocado e dos escores BBB quatro semanas depois da cirurgia, sendo o maior aumento durante a segunda semana do estudo. No grupo com transecção de 80%, só a melhora da amplitude do potencial evocado teve significância estatística, embora inferior à verificada no grupo com transeção de 50%. Conclusões: O uso de nanopartículas magnéticas de óxido de ferro combinadas com um campo magnético, leva a taxas mais altas de recuperação funcional depois de lesão da medula espinal em animais de laboratório. O mecanismo dessa melhora precisa ser mais investigado.
RESUMEN Objetivo: Determinar la cantidad de pérdida de función después de transección de médula espinal de varias extensiones, y si las nanopartículas magnéticas de óxido de hierro combinadas a un campo magnético externo mejoran la tasa de recuperación funcional en ratas. Métodos: Los animales fueron divididos en grupos con transección de médula espinal de 50%, 80% y completa. Los animales de los tres grupos del estudio recibieron suspensión de nanopartículas magnéticas de óxido de hierro en la región de la lesión. Los tres grupos control no recibieron las nanopartículas magnéticas, pero tenían niveles de transección correspondientes. Todos los animales fueron expuestos a un campo magnético durante 4 semanas. La pérdida de función postoperatoria y la recuperación subsiguiente fueron evaluadas por la escala de BBB cuanto a la función motriz u por monitorización del potencial somatosensorial evocado en el primer día después de la cirugía y, a continuación, una vez por semana. El análisis histológico terminal también fue realizado en todos los grupos. Resultados: Los animales del grupo control o en los grupos transección completa no demostraron mejora estadísticamente significativa tanto en los escores BBB como en la amplitud del potencial evocado durante el período de cuatro semanas. En el grupo con transección de 50%, sin embargo, se constató un aumento estadísticamente significativo de la amplitud del potencial evocado y de los escores BBB cuatro semanas después de la cirugía, siendo el mayor aumento durante la segunda semana del estudio. En el grupo con transección de 80%, sólo la mejora de la amplitud del potencial evocado tuvo significancia estadística, aunque inferior a la verificada en el grupo con transección de 50%. Conclusiones: El uso de nanopartículas magnéticas de óxido de hierro combinadas con un campo magnético, lleva a tasas más altas de recuperación funcional después de lesión de la médula espinal en animales de laboratorio. El mecanismo de esa mejora precisa ser más investigado.
Subject(s)
Animals , Rats , Magnetic Field Therapy , Spinal Cord/surgery , Spinal Cord Injuries , Magnetite NanoparticlesABSTRACT
ABSTRACT Objectives: To compare the outcomes of surgical treatment with lumbar fixation using nitinol rods without fusion and with standard lumbar fixation with titanium rods and interbody fusion. Methods: Treatment results of 70 patients with degenerative lumbar scoliosis aged 40 to 82 were analyzed. In all cases pedicle screws and nitinol rods with a diameter of 5.5 mm were used. Thirty patients underwent fixation at L1-S1 and 40 patients underwent fixation at L1-L5. Spinal fusion was not performed. All patients had radiography, CT and MRI performed. The results were assessed according to the Oswestry scale, SRS 22, SF 36 and VAS. The minimum follow-up period for all patients was 2.5 years. For the control group, consisting of 72 patients, pedicle fixation with titanium rods and interbody fusion in the lumbosacral region were performed. Results: The average level of deformity correction equaled 25° (10° - 38°). The analysis of X-ray and CT-scans revealed a single patient with implant instability, two patients with bone resorption around the screws and one patient with rod fractures. Functional radiography 2.5 years after surgery showed an average mobility of the lumbar spine of 21° (15° - 30°). There were no problems at the adjacent levels. Conclusions: The use of nitinol rods in spinal deformity surgery is promising. This technology is an alternative to rigid fixation. Continued gathering of clinical data and its further evaluation is necessary.
RESUMO Objetivos: Comparar os resultados de tratamento cirúrgico com fixação lombar usando hastes de nitinol sem artrodese e com fixação lombar padrão com hastes de titânio e fusão intersomática. Métodos: Foram analisados os resultados do tratamento em 70 pacientes com escoliose lombar degenerativa com idades entre 40 e 82 anos. Em todos os casos, foram usados parafusos pediculares e hastes de nitinol com diâmetro de 5,5 mm. Trinta pacientes foram submetidos à fixação em L1-S1 e 40 pacientes tiveram fixação em L1-L5. Não foi realizada artrodese da coluna. Todos os pacientes fizeram radiografias, TC e RM. Os resultados foram avaliados de acordo com a escala de Oswestry, com o SRS 22, o SF 36 e EVA. O período mínimo de acompanhamento para todos os pacientes foi de 2,5 anos. No grupo controle, com 72 pacientes, realizou-se a fixação do pedículo com hastes de titânio e fusão intersomática na região lombossacral. Resultados: O nível médio de correção da deformidade correspondeu a 25° (10°-38°). A análise das radiografias e das TC revelou um único paciente com instabilidade, dois pacientes com reabsorção óssea ao redor dos parafusos e um paciente apresentou fraturas da haste. A radiografia funcional 2,5 anos após a cirurgia mostrou mobilidade média da coluna lombar de 21° (15°-30°). Não foram encontrados problemas nos níveis adjacentes. Conclusões: O uso de hastes de nitinol na cirurgia de deformidades da coluna é promissor. Essa tecnologia é uma alternativa à fixação rígida. É preciso manter a coleta continuada de dados clínicos e sua posterior avaliação.
RESUMEN Objetivos: Comparar los resultados de tratamiento quirúrgico con fijación lumbar usando varillas de nitinol sin artrodesis y con fijación lumbar estándar con varillas de titanio y fusión intersomática. Métodos: Fueron analizados los resultados del tratamiento en 70 pacientes con escoliosis lumbar degenerativa con edades entre 40 y 82 años. En todos los casos, fueron usados tornillos pediculares y varillas de nitinol con diámetro de 5,5 mm. Treinta pacientes fueron sometidos a fijación en L1-S1 y 40 pacientes tuvieron fijación en L1-L5. No fue realizada artrodesis de la columna. Todos los pacientes hicieron radiografías, TC y RM. Los resultados fueron evaluados de acuerdo con la escala de Oswestry, con SRS 22, SF 36 y EVA. El período mínimo de acompañamiento para todos los pacientes fue de 2,5 años. En el grupo control, con 72 pacientes, se realizó la fijación del pedículo con varillas de titanio y fusión intersomática en la región lumbosacra. Resultados: El nivel medio de corrección de la deformidad correspondió a 25° (10°-38°). El análisis de las radiografías y de las TC reveló un único paciente con inestabilidad, dos pacientes con reabsorción ósea alrededor de los tornillos y un paciente presentó fracturas de la varilla. La radiografía funcional 2,5 años después de la cirugía mostró movilidad media de la columna lumbar de 21° (15°-30°). No fueron encontrados problemas en los niveles adyacentes. Conclusiones: El uso de varillas de nitinol en la cirugía de deformidades de la columna es promisor. Esa tecnología es una alternativa para la fijación rígida. Es preciso mantener la colecta continuada de datos clínicos y su posterior evaluación.