Desenvolvimento e validação de equipamento para análise cinemática e sensório-motora de lesões medulares experimentais induzidas em ratos
DOI:
https://doi.org/10.11606/issn.2176-7262.rmrp.2025.221597Palavras-chave:
Lesão medular, Análise cinemática, Análise sensório-motora, Índice funcional ciáticoResumo
A lesão medular(LM) é definida como uma lesão na medula espinhal, estrutura responsável pela regulação de inúmeras funções no organismo. Dependendo do nível e grau da LM, observa-se uma perda rápida e devastadora das funções neurológicas das estruturas anatômicas localizadas abaixo do nível da lesão. O objetivo desse estudo foi desenvolver e validar um equipamento para análise cinemática e sensório-motora de ratos com lesão medular induzida. Uma caixa de vidro foi fabricada em formato de um corredor linear onde os animais se deslocaram. Dentro da caixa foi posicionada uma placa de acrílico transparente fixada por cabos de nylon a uma célula de carga. O sistema funciona como uma plataforma suspensa de modo a captar os vetores de força aplicados pelos ratos durante seu deslocamento. A caixa foi apoiada em dois suportes de madeira sobre uma mesa, entre os dois suportes abaixo ainda da caixa de vidro, um espelho foi posicionado a 45º de forma a exibir o fundo da caixa de vidro. Uma câmera foi posicionada frente ao espelho a 50cm de distância para a captura das imagens das patas dos ratos com o objetivo de possibilitar as aferições das variáveis utilizadas no cálculo do índice funcional ciático. Os dados foram exportados pós processados para obtenção de análise gráfica, quantitativa e comparativa dos resultados. Para validar o equipamento, foi utilizado um modelo estatístico de correlação de medidas, em complemento, foi realizado um ensaio clínico verificando a velocidade média, a força de distribuição de carga e o índice funcional ciátio dos ratos. O equipamento foi capaz de coletar integralmente os dados propostos durante a passagem pela plataforma, bem como captar as imagens das patas por meio do espelho e armazenar as informações em logs para pós-processamento dos dados. Como resultado do Coeficiente de correlação interclasse (ICC) o equipamento atingiu índices 0,967 para força de reação do solo; 0,896 para o índice funcional do ciático (IFC) e 0,755 para velocidade média. O fato de existir, num único equipamento, uma forma de capturar a força de reação do solo de maneira digital e em tempo real permitiu o armazenamento dessas informações em arquivos no formato.log, o que tornou possível o seu processamento e interpretação em forma gráfica e tabulada, ou seja, uma maneira fidedigna e precisa de representar o comportamento dos animais enquanto avaliados. Conclui-se que o equipamento desenvolvido foi capaz de captar e armazenar os dados referentes aos parâmetros cinemáticos e sensório-motores.
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Referências
1. Freitas STT. Análise comparativa em dois diferentes métodos de avaliação da Espasticidade em animais com lesão da medula espinhal: Escala de ashworth modificada x movimento passivo contínuo no equipamento isocinético. 2004
2. Schoeller SD, Marrini AC, Forner S, Nogueira GC. Abordagem multiprofissional em lesão medular: saúde, direito e tecnologia. 2016
3. Borbély Z, Csomó BK, Kittel Á, Gerber G, Varga G, Vizi ES. Effect of rat spinal cord injury (hemisection) on the ex vivo uptake and release of [ 3 H]noradrenaline from a slice preparation. Brain Research Bulletin. 2017 May;131:150–5.
4. Veronez S, Assis L, Del Campo P, de Oliveira F, de Castro G, Renno ACM, et al. Effects of different fluences of low-level laser therapy in an experimental model of spinal cord injury in rats. Lasers in Medical Science. 2016 Dec 1;32(2):343–9.
5. Ahuja CS, Nori S, Tetreault L, Wilson J, Kwon B, Harrop J, et al. Traumatic Spinal Cord Injury—Repair and Regeneration. Neurosurgery. 2017 Feb 21;80(3S):S9–22.
6. Zhou J, Xiong Q, Chen H, Yang C, Fan Y. Identification of the Spinal Expression Profile of Non-coding RNAs Involved in Neuropathic Pain Following Spared Nerve Injury by Sequence Analysis. 2017 Apr 3;10.
7. Kumar R, Lim J, Mekary RA, Rattani A, Dewan MC, Sharif SY, et al. Traumatic Spinal Injury: Global Epidemiology and Worldwide Volume. World Neurosurgery. 2018 May;113:e345–63.
8. Riberto M, Alves LB de P, Honorato DLP, Galliano FT, Albuquerque TVC, Herrero CFP da S. Estudo dos determinantes dos custos no atendimento dos pacientes com lesão medular decorrente de trauma raquimedular. Acta Fisiátrica [Internet]. 2023 Mar 31 [cited 2023 Aug 21];30(1):7–12. Available from: https://www.revistas.usp.br/actafisiatrica/article/view/206648
9. Lee-Liu D, Edwards-Faret G, Tapia VS, Larraín J. Spinal cord regeneration: Lessons for mammals from non-mammalian vertebrates. genesis. 2013 Jul 17;51(8):529–44.
10. Khankan RR, Wanner IB, Phelps PE. Olfactory ensheathing cell–neurite alignment enhances neurite outgrowth in scar-like cultures. Experimental Neurology. 2015 Jul;269:93–101.
11. Nas K, Yazmalar L, Şah V, Aydın A, Öneş K. Rehabilitation of spinal cord injuries. World J Orthop. 2015 Jan 18;6(1):8-16. doi: 10.5312/wjo.v6.i1.8. PMID: 25621206; PMCID: PMC4303793.
12. James ND, McMahon SB, Field-Fote EC, Bradbury EJ. Neuromodulation in the restoration of function after spinal cord injury. The Lancet Neurology [Internet]. 2018 Oct;17(10):905–17. Available from: https://www.thelancet.com/journals/laneur/article/PIIS1474-4422(18)30287-4/fulltext.
13. Caudle KL, Atkinson DA, Brown EH, Donaldson K, Seibt E, Chea T, Smith E, Chung K, Shum-Siu A, Cron CC, Magnuson DS. Hindlimb stretching alters locomotor function after spinal cord injury in the adult rat. Neurorehabil Neural Repair. 2015 Mar-Apr;29(3):268-77. doi: 10.1177/1545968314543500. Epub 2014 Aug 8. PMID: 25106555; PMCID: PMC4312740.
14. Neves MF, Fonseca R, Carvalho S, Priscila A, E. H. P. Polisel, S. M. P. Pröglhöf, et al. Analysis of Movements in Spinal Cord Hemisection Treatment with Amniotic Membrane – Preclinical Study. Asian journal of physical and chemical sciences. 2022 Mar 21;28–37.
15. Xu Z, Shi W, Xu L, Shao M, Chen ZP, Zhu GC, et al. Resident Microglia Activate before Peripheral Monocyte Infiltration and p75NTR Blockade Reduces Microglial Activation and Early Brain Injury after Subarachnoid Hemorrhage. ACS Chemical Neuroscience. 2018 Aug 17;10(1):412–23.
16. Ahuja CS, Fehlings M. Concise Review: Bridging the Gap: Novel Neuroregenerative and Neuroprotective Strategies in Spinal Cord Injury. STEM CELLS Translational Medicine. 2016 Apr 29;5(7):914–24.
17. McDonald JW, Liu XZ, Qu Y, Liu S, Mickey SK, Turetsky D, et al. Transplanted embryonic stem cells survive, differentiate and promote recovery in injured rat spinal cord. Nature Medicine. 1999 Dec;5(12):1410–2.
18. Zhao C, Song W, Rao J, Zhao W, Wei R, Zhou X, et al. Combination of kinematic analyses and diffusion tensor tractrography to evaluate the residual motor functions in spinal cord‐hemisected monkeys. Journal of Medical Primatology. 2017 May 23;46(5):239–47.
19. Morita T, Sasaki M, Kataoka-Sasaki Y, Nakazaki M, Nagahama H, Oka S, et al. Intravenous infusion of mesenchymal stem cells promotes functional recovery in a model of chronic spinal cord injury. Neuroscience. 2016 Oct;335:221–31.
20. Basso DM, Beattie MS, Bresnahan JC, Anderson DK, Faden AI, Gruner JA, et al. MASCIS Evaluation of Open Field Locomotor Scores: Effects of Experience and Teamwork on Reliability. Journal of Neurotrauma. 1996 Jul;13(7):343–59.
21. Vaughan CL, Brian Leigh Davis, O’Connor JC. Dynamics of Human Gait. 1992.
22. Abernethy B. Biophysical foundations of human movement. Champaign, Il: Human Kinetics; 2013.
23. Muniz AMS, Nadal J. Application of principal component analysis in vertical ground reaction force to discriminate normal and abnormal gait. Gait & Posture. 2009 Jan;29(1):31–5.
24. Barela, AMF, et al. Utilização da plataforma de força para aquisição de dados cinéticos durante a marcha humana. Brazilian Journal of Motor Behavior 6.1 (2011): 56-61.
25. Muniz AMS, Nadal J. Application of principal component analysis in vertical ground reaction force to discriminate normal and abnormal gait. Gait & Posture. 2009 Jan;29(1):31–5.
26. Wang Y, Li Y, Cui W, Li L, Zhang Z, Tian B, et al. Melatonin Attenuates Pain Hypersensitivity and Decreases Astrocyte-MÉDIAted Spinal Neuroinflammation in a Rat Model of Oxaliplatin-Induced Pain. Inflammation. 2017 Aug 15;40(6):2052–61.
27. Metz GAS, Merkler D, Dietz V, Schwab ME, Fouad K. Efficient testing of motor function in spinal cord injured rats. Brain Research. 2000 Nov;883(2):165–77.
28. Rouanet C, Reges D, Rocha E, Gagliardi V, Silva GS. Traumatic spinal cord injury: current concepts and treatment update. Arquivos de Neuro-Psiquiatria. 2017 Jun;75(6):387–93.
29. Zeman RJ, Wen X, Ouyang N, Rocchio R, Shih L, Alfieri A, et al. STEREOTACTIC RADIOSURGERY IMPROVES LOCOMOTOR RECOVERY AFTER SPINAL CORD INJURY IN RATS. Neurosurgery. 2008 Nov 1;63(5):981–8.
30. Oliveira EF, Mazzer N, Barbieri CH, Selli M. Correlation between Functional Index and Morphometry to Evaluate Recovery of the Rat Sciatic Nerve Following Crush Injury: Experimental Study. Journal of Reconstructive Microsurgery. 2001;17(01):069–76.
31. Souza CCC. Análise comparativa dos movimentos após lesão medular experimental tratada com membrana amniótica. 2015. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biomedicina) - Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, Universidade Vale do Paraíba, São José dos Campos, 2015.
32. Franco R, Raimundo S, Antônio M, Ruas F, Cláudio F, Luana Alexandra Fatoretto. Avaliação de método digital para análise do índice funcional do ciático em ratos . DOAJ (DOAJ: Directory of Open Access Journals). 2011 Ma
33. Alecsandra Araujo Paula, Renata Amadei Nicolau, Mário Oliveira Lima, Angel M, José Carlos Cogo. “Low-intensity laser therapy effect on the recovery of traumatic spinal cord injury.” Lasers in Medical Science. 2014 May 24;29(6):1849–59.
34. Shrout PE, Fleiss JL. Intraclass correlations: uses in assessing rater reliability. Psychol Bull. 1979 Mar;86(2):420-8. doi: 10.1037//0033-2909.86.2.420. PMID: 18839484. 420
35. Luft VC, Beghetto MG, Castro SMJ, de Mello ED. Validation of a new method developed to measure the height of adult patients in bed. Nutrition in Clinical Practice: Official Publication of the American Society for Parenteral and Enteral Nutrition [Internet]. 2008 Aug 1 [cited 2021 May 19];23(4):424–8. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18682595/
36. Cicchetti DV. Guidelines, criteria, and rules of thumb for evaluating normed and standardized assessment instruments in psychology. Psychological Assessment. 1994;6(4):284–90.
37. Diogo CC, da Costa LM, Pereira JE, Filipe V, Couto PA, Geuna S, et al. Kinematic and kinetic gait analysis to evaluate functional recovery in thoracic spinal cord injured rats. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 2019 Mar;98:18–28.
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