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目的 神经损伤往往伴随着长段的神经缺损,自体神经移植已确定为治疗神经缺损的金标准,但是自体神经移植存在供体取材不方便、移植物来源有限、造成副损伤及可能发生痛性神经瘤等缺点。神经再生室串联为我们提供了一种修复周围神经长段缺损的新方法,将神经的长段缺损转变为两个短段缺损。神经损伤后的神经纤维再生过程中存在着神经纤维放大效应,神经纤维的再生过程中近端的单个轴突可以长出多根新生轴芽。本文研究神经再生室串联结合神经放大作用修复长段神经缺损。观察神经缺损修复程度,探讨一种新的长段神经缺损的治疗方法。 方法 1.神经再生室的制备、体外降解率及细胞毒性检测:PLGA聚合物(85∶15)10%的溶液;以0.1gPLGA:2000UCNTF:0.01gBSA的比例充分搅拌混匀,注模成型后真空干燥48h,消毒后密封保存以备用。将再生室裁成等质量小块,乙醇浸泡消毒30分钟后,再置于紫外臭氧中杀菌3小时。将消毒后的材料分别放入模拟体液(SBF)中,置于37℃恒温箱中。为确保模拟体液自身活性,支架材料每2d换液。分别于1,4,10,21,35,49天取出,干燥后进行质量检测。取再生室材料放入培养皿中,超净台内紫外杀菌照射,双面各照射2h,培养基浸泡过夜备用。将材料分别放入对应孔板中。接种内皮祖细胞(EPC),每孔接种1×104个,进行培养。分别在1,3,5,7d四个时间点,移除孔板中培养基,加入无血清的L-DMEM培养基及20μlPBS溶液,孵育1h后,使用酶标仪在450nm波长下测定其吸光度值(OD值)。 2.动物模型建立及一般观察:选取45只日本大耳白兔,雌雄不限,体重在1.5~2.0kg之间,随机分为3组(A、B、C组),每组15只。麻醉后,无菌条件下以梨状肌下缘为起点向远端制造坐骨神经缺损,A、B两组均制造10mm神经缺损。A组从已缺损的神经远端切取6mm长神经片段,置于两个8mm长的再生室之间。B组沿神经远端切取两段6mm神经片段,并联后两端各链接两个10mm长的再生室。C组切断10mm神经片段后翻转180°神经外膜吻合。术后动物常规饲养12周。分别于4、8、12周行坐骨神经功能指数评价。 3.检测神经修复情况:(1)行为学观察:手术后12周内,定期观察步态,伤口情况及足部变化,有无溃疡形成,并记录左后肢肌肉萎缩情况。手术后12周,切取标本前观察导管外形变化、降解情况,神经导管与神经周围组织的关系、瘢痕形成以及再生神经的连续性、外观、直径大小,有无神经瘤形成等。(2)复合神经动作电位:双极不锈钢电针,直径0.2mm。每格的扫描速度为2.5ms,波幅为5mV,并以0.1ms的方波刺激,刺激频率1Hz,滤波范围为10-1000Hz。室温保持在26℃。游离坐骨神经两端,刺激电极与记录电极分别放在游离两端的坐骨神经下面,地线针插入神经中部下面的组织内,刺激电极与记录电极均不得接触附近的肌肉和筋膜组织。(3)再生有髓神经纤维计数:各组分别切取神经近端、神经片段、神经远端各约3mm,2.5%戊二醛及1%锇酸中双重固定,梯度乙醇脱水,环氧树脂包埋,切片(0.5μm),甲苯胺蓝染色,光镜下行有髓神经纤维计数并测量新生轴突直径和髓鞘厚度。(4)电子显微镜观察神经超微结构:上述方法组织固定、脱水、包埋、切片,然后用3%醋酸铀和柠檬酸铅染色,透射电子显微镜观察和摄片。 结果 1.制得外径为3mm、内径2mm、管壁厚度1mm、长度分别为7mm和10mm、管壁微孔孔径70~80μm、孔隙率约为75%的神经再生室。在降解初期,支架材料质量损失缓慢,从第10天至49天,降解速率开始加快,失重率也增加,第49天测得降解率约为35%。材料细胞毒性研究显示EPC生长状况良好,在1d、3d为1级,5d、7d后降为0级。 2.术后动物全部存活,各组动物术侧足趾屈曲,拖行,膝关节屈曲障碍;均未出现明显的全身排斥反应或炎症反应症状;仅1例出现足部溃疡,并出现实验动物自噬其下肢现象。坐骨神经功能指数比较,直至术后12周B组较另两组有显著差异,明显优于A、C两组。 3.术后12周,可见再生室均已降解,个别可见少量材料残留,损伤神经已形成连接,B组可见一明显的纺锤型位于损伤神经之间;A、C两组可见较为明显的神经瘤形成。三组均可以出现复合神经动作电位,可见放大组动作电位峰值最大,传导速度较快,且潜伏期较其余两组明显缩短。光镜下,B组可见再生神经纤维呈密集集束状分布,每一神经束内含有大量密集的粗大有髓神经纤维;纤维之间间隙小,神经纤维髓鞘化明显。纤维直径和髓鞘厚度明显大于另两组。电镜可见B组神经束膜结构完整,神经纤维数量多,结构清晰,排列密集,有髓神经纤维髓鞘鞘层多且均匀一致,雪旺细胞数量多,为三组中结构最好的。 结论 本实验以神经小间隙桥接和神经放大作用为理论基础,在达到神经放大后,新生的轴芽互相竞争通过生长空间较小的损伤远端,以达到较高的有髓神经纤维通过率,且能够使通过损伤远端的神经纤维较为强壮,为临床提供一种新的长段神经缺损的修复方法,既能够避免神经移植所造成的其他功能区的副损伤,又能够得到较神经移植更好的修复效果。我们认为在术后12周,神经再生室串联结合神经放大作用修复长段神经缺损确实较自体神经移植更能达到良好的恢复效果。