微環(huán)境對(duì)周?chē)窠?jīng)損傷端-側(cè)移位縫合術(shù)后神經(jīng)再生的影響*

梅遠(yuǎn)東, 祝 偉, 顧 晨**, 顧玉東

(1.常熟市第二人民醫(yī)院 手足外科, 江蘇 常熟 215500； 2.復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院 手外科, 上海 200040)

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微環(huán)境對(duì)周?chē)窠?jīng)損傷端-側(cè)移位縫合術(shù)后神經(jīng)再生的影響*

梅遠(yuǎn)東1, 祝 偉1, 顧 晨1**, 顧玉東2

(1.常熟市第二人民醫(yī)院 手足外科, 江蘇 常熟 215500； 2.復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院 手外科, 上海 200040)

目的： 探討微環(huán)境對(duì)周?chē)窠?jīng)損傷端-側(cè)移位縫合術(shù)后神經(jīng)功能的影響。方法： 選取SD大鼠120只，隨機(jī)分為假手術(shù)組(組A)、右側(cè)肌皮神經(jīng)離斷后端-側(cè)縫合至尺神經(jīng)組(組B)、右側(cè)離斷神經(jīng)端-側(cè)縫合后局部植入神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子組(組C)、右側(cè)離斷神經(jīng)端-側(cè)縫合后局部植入激活態(tài)雪旺細(xì)胞組(組D)以及右側(cè)離斷神經(jīng)端-側(cè)縫合后局部植入神經(jīng)干細(xì)胞組(組E)；于手術(shù)后第1、2、4、8周時(shí)觀察各組大鼠患肢肌力恢復(fù)情況，采用梳洗試驗(yàn)以及肱二頭肌濕重觀察和評(píng)價(jià)各組大鼠的屈肘功能；分別于術(shù)后第1、2、4、8周時(shí)檢測(cè)各組大鼠右側(cè)肌皮神經(jīng)復(fù)合動(dòng)作電位傳導(dǎo)速度(NCV)及右側(cè)肱二頭肌復(fù)合動(dòng)作電位(CMAP)，術(shù)后第8周熒光顯微鏡觀察各組大鼠新生神經(jīng)軸突數(shù)。結(jié)果： 各組大鼠手術(shù)切口均一期愈合，無(wú)紅腫及潰瘍發(fā)生；梳洗試驗(yàn)顯示2周時(shí)各組梳洗試驗(yàn)患肢屈肘活動(dòng)較差，第4和第8周時(shí)組C、D、E屈肘活動(dòng)有好轉(zhuǎn)；術(shù)后組C、D、E肱二頭肌濕重重于組B，但比組A輕(P<0.05)；術(shù)后組C、D、E肌皮NCV快于組B，但比組A慢(P<0.05)；各實(shí)驗(yàn)組肱二頭肌CMAP波幅較組A低，組C、D、E較組B高(P<0.05)；術(shù)后第8周的神經(jīng)纖維軸突計(jì)數(shù)證實(shí)組C、D、E新生神經(jīng)纖維軸突數(shù)少于組A，但多于組B(P<0.05)。結(jié)論： 神經(jīng)端-側(cè)移位是治療周?chē)窠?jīng)損傷的有效方法，局部植入神經(jīng)生長(zhǎng)因子、激活態(tài)雪旺細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞均可促進(jìn)端-側(cè)縫合后神經(jīng)再生。

神經(jīng)外科手術(shù)； 縫合技術(shù)； 神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子； 雪旺細(xì)胞； 神經(jīng)干細(xì)胞

周?chē)窠?jīng)損傷在臨床上是較為常見(jiàn)的一種損傷，尤其是暴力因素較大而造成神經(jīng)長(zhǎng)段缺損，或者在較高平面的神經(jīng)損傷，通常無(wú)法直接修復(fù)，致使損傷部位以遠(yuǎn)肢體的感覺(jué)功能喪失、運(yùn)動(dòng)與植物功能障礙，造成終身殘疾，嚴(yán)重影響患者的工作和生活。為克服周?chē)窠?jīng)損傷引起的神經(jīng)功能障礙，已經(jīng)有較多的手術(shù)等治療方法，其中損傷神經(jīng)端-側(cè)縫合自1901年首次報(bào)道用于面神經(jīng)斷端與副神經(jīng)側(cè)面縫合治療面癱后，多年鮮有相關(guān)報(bào)道[1]。對(duì)于神經(jīng)端-側(cè)縫合是否等效于或近似于端-端縫合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否意味著有效的臨床治療效果，不論在臨床實(shí)踐或者實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域仍有著廣泛的爭(zhēng)論。2012年Haninec等[2]采用端-側(cè)吻合法用腋神經(jīng)修復(fù)臂叢損傷，提示損傷神經(jīng)與自體神經(jīng)移植效果相當(dāng)。本研究在建立神經(jīng)損傷動(dòng)物模型的基礎(chǔ)上，采用損傷神經(jīng)端-側(cè)縫合組，或局部植入神經(jīng)生長(zhǎng)因子、激活態(tài)雪旺細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞，通過(guò)形態(tài)學(xué)觀察、神經(jīng)電生理和免疫組織化學(xué)等方法進(jìn)行對(duì)比，尋找有效的促進(jìn)神經(jīng)端-側(cè)縫合后損傷神經(jīng)再生的微環(huán)境，為臨床治療高平面周?chē)窠?jīng)損傷及長(zhǎng)段神經(jīng)缺損提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

選用SD大鼠120只，雌雄不限，體重(250±15)g，由南通大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供[合格證號(hào)SCXK(蘇)2014-0001]，常規(guī)喂養(yǎng)。隨機(jī)分為假手術(shù)組(組A)、肌皮神經(jīng)切斷后端側(cè)縫合至尺神經(jīng)組(組B)、局部植入神經(jīng)生長(zhǎng)因子組(組C)、局部植入激活態(tài)雪旺細(xì)胞組(組D)以及局部植入神經(jīng)干細(xì)胞組(組E)，共5組，每組24只。

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

鼠神經(jīng)生長(zhǎng)因子9 000 U(0.018 mg/支)，等滲鹽水90 mL，溶解配置成0.2 mg/L溶液備用，105/mL雪旺細(xì)胞及5×106/mL神經(jīng)干細(xì)胞均由廈門(mén)北大之路生物工程有限公司提供。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以1%戊巴比妥鈉腹腔麻醉后，取右側(cè)上肢內(nèi)側(cè)縱形切口，暴露肌皮神經(jīng)、尺神經(jīng)，分別將肌皮神經(jīng)和尺神經(jīng)解剖至外、內(nèi)側(cè)束起始處，自距起始段1.5 mm處切除尺神經(jīng)外膜(開(kāi)窗)，肌皮神經(jīng)自起始段切斷，斷側(cè)縫合至尺神經(jīng)外膜開(kāi)窗處，以12-0縫線縫合3針，術(shù)后立即分別于組C、D、E端側(cè)縫合處注入0.2 mg/L神經(jīng)生長(zhǎng)因子、105/mL雪旺細(xì)胞以及5×106/mL神經(jīng)干細(xì)胞各1 mL，假手術(shù)組僅暴露肌皮神經(jīng)與尺神經(jīng)，切口內(nèi)放置青霉素鈉粉末預(yù)防感染，以5-0縫線逐層縫合切口，常規(guī)飼養(yǎng)至1、2、4、8周分批處死。

1.4 觀察指標(biāo)

1.4.1 行為學(xué)觀察 自術(shù)后開(kāi)始每周觀察各組大鼠患側(cè)肢體的肌力恢復(fù)情況。將冰水滴于大鼠頭顱頂部皮膚偏實(shí)驗(yàn)側(cè)，大鼠反射性抬高患肢、屈肘抓撓頭頂皮膚，完成梳洗動(dòng)作。通過(guò)觀察大鼠梳洗實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)各組大鼠的屈肘功能恢復(fù)情況。

1.4.2 電生理及組織學(xué)觀察 術(shù)后1、2、4、8周通過(guò)肌電圖檢測(cè)肌皮神經(jīng)復(fù)合動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速度(nerve conductive velocity，NCV)和肱二頭肌復(fù)合動(dòng)作電位(compound muscle action potential，CMAP)。術(shù)后1、2、4、8周，室溫下麻醉各組大鼠后稱重，取右側(cè)上肢內(nèi)側(cè)縱形切口再次暴露肌皮神經(jīng)，用玻璃分針小心分離神經(jīng)旁增生的結(jié)締組織；完全游離肌皮神經(jīng)后，測(cè)CMAP。CMAP測(cè)定方法如下，按Suzuki[3]的方法將記錄電極刺入靶肌肱二頭肌肌腹中點(diǎn)處，前上方45°角刺入0.2 cm，干擾電極置于分離開(kāi)的皮膚上，依次將刺激電極置于肌皮神經(jīng)斷側(cè)縫合口的遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)，電擊刺激神經(jīng)，分兩次分別記錄CMAP，測(cè)量其波幅。由兩次刺激潛伏期的長(zhǎng)短A(mm)和兩次刺激位點(diǎn)的距離B(ms)，A/B可以得到NCV。通過(guò)使用熒光顯微鏡觀察端側(cè)縫合后神經(jīng)冰凍切片，計(jì)數(shù)新生神經(jīng)纖維軸突數(shù)量、直徑。冰凍切片在磷酸鹽緩沖鹽水中漂洗3次，每次10 min。加封閉液，放入濕盒內(nèi)置于37 ℃恒溫箱內(nèi)1 h。傾去封閉液，不洗。直接加入小鼠抗NF單克隆抗體(Sigma公司)，4 ℃孵育24 h。熒光封片液封片，熒光顯微鏡觀察。術(shù)后稱量實(shí)驗(yàn)側(cè)肱二頭肌濕重，評(píng)價(jià)不同時(shí)間點(diǎn)各組大鼠神經(jīng)纖維的再生情況以及肱二頭肌恢復(fù)情況。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

形態(tài)計(jì)量分析的數(shù)據(jù)均采用SPSS.22統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患肢活動(dòng)情況

術(shù)后1周各組大鼠手術(shù)切口均愈合良好，無(wú)明顯感染，梳洗試驗(yàn)顯示各大鼠患肢均有不同程度活動(dòng)受限；2周時(shí)各組梳洗試驗(yàn)患肢屈肘活動(dòng)較差，第4周、第8周時(shí)組C、D、E屈肘活動(dòng)有好轉(zhuǎn)。

2.2 神經(jīng)電生理

術(shù)后第1、2、4、8周，組C、D、E肌皮NCV快于組B(P<0.05)，但比組A慢(P<0.05)，組C、D、E間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。各實(shí)驗(yàn)組肱二頭肌CMAP波幅較組A低(P<0.05)，組C、D、E較組B高(P<0.05)。組C、D、E間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)圖1。

(1)與同時(shí)點(diǎn)組A比較，P﹤0.05;(2)與組B比較，P<0.05;(3)組C、D、E兩兩比較，P>0.05

注： A、B、C、D、E分別對(duì)應(yīng)組A、組B、組C、組D、組E的CMAP波形，圖中a為縫合口近端CMAP波形，b為遠(yuǎn)端波形圖1 術(shù)后8周各組肱二頭肌CMAPFig.1 The CMAP of biceps in each group at 8 weeks after surgery

2.3 肱二頭肌濕重

術(shù)后8周，肉眼可見(jiàn)各組大鼠肱二頭肌均有不同程度萎縮，組B萎縮較為明顯，組C、D、E術(shù)側(cè)肌肉相對(duì)柔軟紅潤(rùn)。術(shù)后第1、2、4、8周，組C、D、E肱二頭肌濕重重于組B(P<0.05)，但比組A組輕(P<0.05)，組C、D、E間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 各組大鼠肱二頭肌濕重±s，n=6)Tab.2 Thewet weight of biceps of rats in each group

(1)與同時(shí)點(diǎn)組A比較，P<0.05;(2)與組B比較，P<0.05;(3)組C、D、E兩兩比較，P>0.05

2.4 新生神經(jīng)纖維軸突數(shù)量

術(shù)后8周，各組大鼠肌皮神經(jīng)端-側(cè)縫合處遠(yuǎn)端免疫組織化學(xué)染色顯示，組C、D、E大鼠新生神經(jīng)纖維軸突密集，而組B軸突分布較為稀疏。組C、D、E新生神經(jīng)纖維軸突數(shù)少于組A(P<0.05)，但多于組B(P<0.05)，組C、D、E間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)圖2。

注：圖中A、B、C、D、E分別對(duì)應(yīng)組A、組B、組C、組D、組E，圖中綠點(diǎn)為神經(jīng)纖維軸突圖2 假手術(shù)組尺神經(jīng)纖維軸突數(shù)量與各實(shí)驗(yàn)組端-側(cè)縫合后新生神經(jīng)纖維軸突數(shù)量Fig.2 Nerve fiber axon number of rats in group A and in group B, C, D, E after end-to-side anastomosis

圖3 組B、C、D、E端側(cè)縫合后神經(jīng)軸突數(shù)量與 組A神經(jīng)軸突數(shù)量的比值Fig.3 The ratio of axon amount in group B,C,D,E and group A after end-to-side anastomosis

3 討論

周?chē)窠?jīng)損傷是由于周?chē)窠?jīng)主干或者其分支受到創(chuàng)傷，導(dǎo)致受損神經(jīng)支配的相應(yīng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)、感覺(jué)及自主神經(jīng)功能障礙的臨床綜合征，在臨床上是較為常見(jiàn)的損傷，周?chē)窠?jīng)損傷的治療在臨床上是特別棘手的問(wèn)題[4-5]，尤其是暴力因素造成的神經(jīng)長(zhǎng)段缺損，或者在較高平面的神經(jīng)損傷，通常導(dǎo)致無(wú)法直接修復(fù)。這類神經(jīng)損傷往往采用自體神經(jīng)移植、人工神經(jīng)橋接移植修復(fù)，但人體可供移植的神經(jīng)有限，且對(duì)供體神經(jīng)有一定損傷，人工神經(jīng)移植物在作用機(jī)制及移植時(shí)機(jī)上仍存較大爭(zhēng)議，且價(jià)格較昂貴。周?chē)窠?jīng)損傷的治療是臨床上的難題，神經(jīng)橫斷后，及時(shí)用顯微外科手術(shù)技術(shù)進(jìn)行斷端吻合是可以取得一定的效果，但是神經(jīng)功能的恢復(fù)還不夠理想[6-7]。在20世紀(jì)90年代初，有學(xué)者提出僅靠提高手術(shù)技術(shù)很難取得突破性的進(jìn)展。近年來(lái)對(duì)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子類物質(zhì)促神經(jīng)再生的研究較多，如神經(jīng)生長(zhǎng)因子可支持神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育、促進(jìn)神經(jīng)元存活、促進(jìn)軸突再生、刺激周?chē)窠?jīng)細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化以及誘導(dǎo)神經(jīng)纖維定向生長(zhǎng)等[8-9]。Fansa等[10]將體外培養(yǎng)的雪旺細(xì)胞橋接鼠坐骨神經(jīng)缺損,顯著促進(jìn)了神經(jīng)再生。Torgoe等[11]檢測(cè)出雪旺細(xì)胞能使周?chē)窠?jīng)軸突再生速度加快4倍。

本實(shí)驗(yàn)采用損傷肌皮神經(jīng)端-側(cè)縫合至尺神經(jīng)的SD大鼠動(dòng)物模型，在縫合處局部注射神經(jīng)生長(zhǎng)因子，雪旺細(xì)胞以及神經(jīng)干細(xì)胞的方法，通過(guò)行為學(xué)、神經(jīng)電生理學(xué)、免疫組織化學(xué)等指標(biāo)觀察神經(jīng)再生效果。從表1可見(jiàn)：神經(jīng)傳導(dǎo)速度在1、2、4、8周時(shí)各實(shí)驗(yàn)組均慢于假手術(shù)組，各實(shí)驗(yàn)組組間無(wú)明顯差異，實(shí)驗(yàn)組比單純縫合組神經(jīng)傳導(dǎo)速度快，說(shuō)明局部植入神經(jīng)生長(zhǎng)因子，激活態(tài)雪旺細(xì)胞及神經(jīng)干細(xì)胞對(duì)神經(jīng)再生有一定促進(jìn)作用。與第1周時(shí)相比，第4周時(shí)各實(shí)驗(yàn)組神經(jīng)傳導(dǎo)速度有一定的恢復(fù)，第8周時(shí)明顯恢復(fù)，但均慢于假手術(shù)組。由此可見(jiàn)將大鼠肌皮神經(jīng)端-側(cè)縫合至尺神經(jīng)的方法對(duì)神經(jīng)再生有一定效果，但本實(shí)驗(yàn)未與端-端縫合相比較，端-側(cè)縫合效果是否等同于端-端縫合須進(jìn)一步研究，曹學(xué)誠(chéng)等[12]通過(guò)檢測(cè)乙酞膽堿轉(zhuǎn)移酶活性的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為端-側(cè)縫合與端-端縫合相比，神經(jīng)再生能力約為后者的76%～80%，是正常的55%～70%。表2肱二頭肌復(fù)合動(dòng)作電位結(jié)果與表1相似，各實(shí)驗(yàn)組肱二頭肌復(fù)合動(dòng)作電位波幅均低于假手術(shù)組，各實(shí)驗(yàn)組組間無(wú)明顯差異，各實(shí)驗(yàn)組肱二頭肌復(fù)合動(dòng)作電位波幅比單純縫合組高，進(jìn)一步說(shuō)明局部植入神經(jīng)生長(zhǎng)因子，激活態(tài)雪旺細(xì)胞及神經(jīng)干細(xì)胞對(duì)神經(jīng)再生有一定促進(jìn)作用。與第1周時(shí)相比，第4周時(shí)有一定恢復(fù)，第8周時(shí)明顯恢復(fù)，但肱二頭肌復(fù)合動(dòng)作電位波幅均低于假手術(shù)組。本實(shí)驗(yàn)中神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、激活態(tài)雪旺細(xì)胞及神經(jīng)干細(xì)胞濃度變化對(duì)端-側(cè)縫合后神經(jīng)再生的影響未作研究，尚須進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究不同濃度對(duì)端-側(cè)縫合后神經(jīng)再生的作用。有研究表明提高神經(jīng)生長(zhǎng)因子濃度可促進(jìn)軸突再生，而濃度>800 ng/L時(shí)則出現(xiàn)抑制作用[13]。

綜上所述，神經(jīng)端-側(cè)移位是治療周?chē)窠?jīng)損傷的有效方法。局部植入神經(jīng)生長(zhǎng)因子、激活態(tài)雪旺細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞均可促進(jìn)端-側(cè)縫合后神經(jīng)再生，但三者對(duì)促進(jìn)端-側(cè)縫合后神經(jīng)再生的作用無(wú)明顯差異。

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(2016-10-22收稿，2016-11-29修回)

中文編輯： 劉 平； 英文編輯： 周 凌

Microenvironment on Nerve Regeneration in Peripheral Nerve Injury after Nerve End to Side Anastomosis

MEI Yuandong1, ZHU Wei1, GU Chen1, GU Yudong2

(1.DepartmentofHandandFootSurgery,theSecondPeople'sHospitalofChangshu,Changshu215500,Jiangsu,China;2.DepartmentofHandSurgery,HuashanHospitalAffiliatedtoFudanUniversity,Shanghai200040,China)

Objective: To explore the effect of microenvironment on nerve regeneration in peripheral nerve injury after end to side anastomosis. Methods: 120 SD rats were divided into sham operation group (group A), after transection of the right musculocutaneous nerve, end to side anastomosis to the ulnar nerve group (group B), transection of the right musculocutaneous nerve, end to side anastomosis and local implantation of neurotrophic factor group (group C), transection of the right musculocutaneous nerve, end to side anastomosis and local implantation of activated Schwann cells group (group D) , transection of the right musculocutaneous nerve, end to side anastomosis and local implantation of neural stem cells group (group E); 1, 2, 4, 8 weeks after operation, the muscle force recovery condition of affected side limb was observed, and the recovery of elbow flexion function was observed and evaluated by using grooming test, and musculocutaneous nerve conduction velocity (NCV) and muscle compound action potential (CMAP) were detected; Nerve fiber axon number was were observed by fluorescence microscopy in 8 weeks after end to side anastomosis. Results: All the operative incision were healed by first intension without swollen and ulcer. Grooming test showed that elbow flexion function in groups B, C, D,E was relatively bad in 2 weeks after operation, and in 4, 8weeks, the fuction in groups C, D, E improved. NCV, CMAP, biceps wet weight and nerve fiber axon number in groups C, D and E were superior to group B(P<0.05), but worse than group A(P<0.05). There was no significant difference between groups C, D and E(P>0.05).Conclusion: End-to-side anastomosis is an effective method for treating peripheral nerve injury.Locally implanting nerve growth factor, Schwann cells, neural stem cell could facilitate the nerve regeneration.

neurosurgery operation; suture techniques; neurotrophic factor; Schwann cells; neural stem cell

上海市周?chē)窠?jīng)顯微外科重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題

時(shí)間：2016-12-15

http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1164.R.20161215.1534.028.html

R612； R745.1

A

1000-2707(2016)12-1435-05

10.19367/j.cnki.1000-2707.2016.12.015

**通信作者 E-mail:guchen6673@126.com