楊延軍, 邱偉婷, 黃 剛, 陳 飛, 馬立峰, 張子清
(廣東省深圳市龍崗中心醫(yī)院, 廣東 深圳 518116)
周圍神經(jīng)損傷在臨床上極為常見。盡管周圍神經(jīng)修復(fù)技術(shù)已有了長足的進(jìn)步,但即使是新鮮、清潔的周圍神經(jīng)斷裂傷,及時(shí)采用先進(jìn)的顯微外科技術(shù)進(jìn)行修復(fù),通常也不可能獲得完全再生,功能也往往不能完全恢復(fù);而長時(shí)間的感覺或運(yùn)動(dòng)的缺失將引起肌肉萎縮、關(guān)節(jié)攣縮畸形等[1]。因此,如何促進(jìn)周圍神經(jīng)損傷的再生,最大限度地恢復(fù)其功能,一直是神經(jīng)修復(fù)的基礎(chǔ)和臨床研究的熱點(diǎn)。其中神經(jīng)修復(fù)的顯微外科手術(shù)包括:神經(jīng)松解術(shù)、神經(jīng)縫合術(shù)、神經(jīng)移植術(shù)、神經(jīng)移位術(shù)和神經(jīng)束植入骨骼肌術(shù)等[1,2]。本研究擬對(duì)家兔失神經(jīng)支配腓腸肌神經(jīng)束植入后其肌濕質(zhì)量、肌肉收縮能力的變化以及乙酰膽堿酯酶含量的變化進(jìn)行連續(xù)觀察,為臨床尋找檢測(cè)肌肉萎縮程度方法和評(píng)價(jià)神經(jīng)束植入術(shù)的療效。
1.1 失神經(jīng)支配腓腸肌神經(jīng)束植入動(dòng)物模型的制作:家兔48只(廣東省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心),體重2.5 0.5kg/只,不拘雌雄,隨機(jī)分為3組,神經(jīng)植入組、神經(jīng)吻合組及對(duì)照組,每組16只。動(dòng)物麻醉后,在放大10倍手術(shù)顯微鏡下,實(shí)驗(yàn)組于右側(cè)梨狀肌下緣尋找坐骨神經(jīng),沿坐骨神經(jīng)尋找其脛神經(jīng)分支,將其進(jìn)入腓腸肌的分支干進(jìn)入肌肉表面切斷,然后將按神經(jīng)束神經(jīng)干分割成數(shù)支。神經(jīng)植入組用10-0號(hào)顯微縫合線根據(jù)肌內(nèi)神經(jīng)的分布情況選擇性植入分別植入腓腸肌肌肉組織內(nèi);神經(jīng)吻合組對(duì)坐骨神經(jīng)發(fā)出支配腓腸肌分支后約1cm切斷,用10-0號(hào)顯微縫合線進(jìn)行端-端吻合;對(duì)照組則于神經(jīng)切斷后并切除進(jìn)入腓腸肌分支1-2mm,阻止神經(jīng)的自然生長。分別于術(shù)后 2、4、6、8、12、16、20 及 24周處死取兩組右小腿腓腸肌作實(shí)驗(yàn)觀察。
1.2 肌肉濕重測(cè)定:將各時(shí)期處死家兔自股骨內(nèi)外髁起點(diǎn)至跟骨結(jié)節(jié)止點(diǎn)完整取下腓腸肌,20℃用萬分之一天平稱其體重。
1.3 肌肉收縮功能的測(cè)定:家兔麻醉后,固定、游離右側(cè)腓腸肌,保留血供,切斷腓腸肌遠(yuǎn)端肌腿并用絲線將肌腿直接與肌肉張力換能器水平相連,肌肉周圍不斷滴注37℃溫鹽水,局部烤燈保濕,用特制細(xì)銅絲雙極電極距入肌點(diǎn)2mm處直接刺激支配神經(jīng),刺激頻率為1Hz和40Hz,波寬20ms,作張力-長度曲線,記錄到最合適收縮長度后,分別記錄肌肉單收縮力和最大強(qiáng)直收縮力。
1.4 乙酰膽堿酯酶染色觀察:將各時(shí)期動(dòng)物取材標(biāo)本解剖顯微鏡下分離出肌束,行膽堿酯酶染色4℃下60min(染色孵育液配制:0.1moL順丁烯二酸溶液(pH6.0)6.5mL內(nèi)依次加入碘化乙酰硫代膽堿5mg,0.1moL枸櫞酸鈉溶液0.5mL,20nmoL硫酸銅溶液1.5mL,蒸餾水2mL,5nmoL鐵氰化鉀溶液1mL,蔗糖1g)染色后直接壓片光學(xué)顯微鏡下觀察,應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖像分析系統(tǒng),對(duì)各組取材乙酰膽堿酯酶含量進(jìn)行測(cè)定,每個(gè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物取3張切片,400倍光鏡下隨機(jī)選取20個(gè)運(yùn)動(dòng)終板,檢測(cè)乙酰膽堿酯酶染色的縱斷面光鏡切片酶的灰度值(酶含量的灰度值為實(shí)際含量的倒數(shù),數(shù)值越小,含量越高)。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理:實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,結(jié)果用s表示,兩組間比較用t檢驗(yàn)。
術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間肌濕質(zhì)量結(jié)果見表1,隨著時(shí)間延長,神經(jīng)植入組間肌濕質(zhì)量逐漸增加,神經(jīng)吻合組肌濕質(zhì)量呈緩慢上升趨勢(shì)。對(duì)照組肌濕質(zhì)量呈緩慢下降趨勢(shì)。神經(jīng)植入組在第12周時(shí)肌濕質(zhì)量開始大于神經(jīng)吻合組(P>0.05)。術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間單肌收縮力的變化見表2,隨著時(shí)間延長,神經(jīng)植入組單肌收縮力逐漸增加,到16周時(shí),神經(jīng)植入組與對(duì)照組單肌收縮力已經(jīng)沒有差別。術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間肌肉收縮力的變化見表3,隨著時(shí)間的延長,神經(jīng)植入組單肌收縮力明顯增加。術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間乙酰膽堿酯酶含量的變化見表4,在16周前,膽堿酯酶含量的變化不是很明顯,16周后,植入組膽堿酯酶含量明顯增加。
表1 術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間肌濕質(zhì)量變化分析(s,n=16)
表1 術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間肌濕質(zhì)量變化分析(s,n=16)
注:與對(duì)照組相比,**P <0.01,*P <0.05;神經(jīng)植入組與神經(jīng)吻合組相比,##P <0.01,#P <0.05
組別時(shí)間(周)2 4 6 8 1216 20 24神經(jīng)植入組 1.275 0.064* 1.280 0.057* 1.280 0.042* 1.303 0.023* 1.335 0.007*#1.405 0.007**#1.515 0.035**#1.770 0.014**##神經(jīng)吻合組 1.180 0.050 1.165 0.064 1.180 0.071 1.220 0.028 1.220 0.014* 1.230 0.014** 1.240 0.141 1.310 0.014*對(duì)照組 0.975 0.035 0.940 0.014 0.925 0.007 0.915 0.007 0.905 0.007 0.895 0.007 0.895 0.021 0.8800.014
表2 術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間肌肉單收縮力的變化(s,n=16)
表2 術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間肌肉單收縮力的變化(s,n=16)
注:與對(duì)照組相比,**P<0.01,*P<0.05;神經(jīng)植入組與神經(jīng)吻合組相比,#P <0.05
組別時(shí)間(周)2 4 6 8 1216 20 24神經(jīng)植入組 44.5 0.7# 51.0 1.4# 54.5 0.7*# 61.0 1.4*# 65.5 0.7**# 71.0 1.7** 71.0 3.4** 79.0 1.4**神經(jīng)吻合組 67.5 0.7* 70.0 2.8* 72.5 1.7** 74.0 1.4** 75.5 2.7** 75.5 3.7** 75.5 1.7** 75.5 0.7**對(duì)照組 41.5 2.1 46.5 0.7 48.5 0.7 50.5 0.7 47.5 0.7 45.5 0.7 45.5 0.7 44.70.6
周圍神經(jīng)損傷后骨骼肌萎縮及運(yùn)動(dòng)終板退變的防治一直是周圍神經(jīng)外科研究領(lǐng)域的難題。骨骼肌及運(yùn)動(dòng)終板的狀態(tài)決定著神經(jīng)功能的恢復(fù)情況。
Sunderland[3]發(fā)現(xiàn)肌細(xì)胞正常形態(tài)結(jié)構(gòu)維持需靠一些神經(jīng)營養(yǎng)因子的作用,失神經(jīng)支配后最大變化是這些神經(jīng)營養(yǎng)因子丟失導(dǎo)致的肌肉形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化及新陳代謝等方面改變。而失神經(jīng)支配肌肉在形態(tài)學(xué)上首先表現(xiàn)為肌細(xì)胞漿丟失及直徑減少。骨骼肌失神經(jīng)支配后組織形態(tài)學(xué)改變:周圍神經(jīng)損傷后,骨骼肌因失去神經(jīng)營養(yǎng)及廢用而發(fā)生萎縮。隨著失神經(jīng)營養(yǎng)時(shí)間的延長,這種萎縮會(huì)逐漸加重,其質(zhì)量也會(huì)較前逐漸減輕,腓腸肌肌濕質(zhì)量恢復(fù)率的高低取決于該肌重獲坐骨神經(jīng)再生纖維支配的間隔時(shí)間的長短和能與其運(yùn)動(dòng)終板有效連接的再生神經(jīng)纖維的多少,所以腓腸肌(濕質(zhì)量)恢復(fù)率可作為衡量坐骨神經(jīng)再生效果的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在本研究中,神經(jīng)植入組腓腸肌肌濕質(zhì)量在手術(shù)后第2周就明顯重于對(duì)照組(P<0.05),且隨著時(shí)間延長,神經(jīng)植入組腓腸肌肌濕質(zhì)量增重明顯,這種差異愈發(fā)明顯。神經(jīng)吻合組肌濕質(zhì)量呈緩慢上升趨勢(shì),在12周時(shí),與神經(jīng)植入組比較,差異開始具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,神經(jīng)植入組重于吻合組(P<0.05)。從而表明神經(jīng)植入對(duì)神經(jīng)功能的恢復(fù)及神經(jīng)再生的效果優(yōu)于神經(jīng)吻合。而對(duì)照組因失神經(jīng)支配后,骨骼肌因失去神經(jīng)營養(yǎng)及費(fèi)用而發(fā)生萎縮,所以質(zhì)量較前逐漸減輕。
神經(jīng)植入組與吻合組肌肉單肌收縮力與強(qiáng)直收縮力在術(shù)后均不斷增強(qiáng),但植入組增加更快,這說明神經(jīng)植入能明顯改善肌肉的收縮性能。
在正常生理狀態(tài)下,運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元通過運(yùn)動(dòng)終板與骨骼肌纖維建立聯(lián)系,支配骨骼肌完成各種生理功能。神經(jīng)損傷后,近端軸突逆行潰編,神經(jīng)元受損乃至死亡;遠(yuǎn)端軸突及運(yùn)動(dòng)終板發(fā)生變形改變。骨骼肌纖維也因失去了神經(jīng)營養(yǎng)而發(fā)生變形以及酶活性和分布的改變。遠(yuǎn)端軸突發(fā)生waller變形,導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)終板乙酰膽堿酯酶活性下降。
神經(jīng)再生時(shí),運(yùn)動(dòng)終板乙酰膽堿酯酶活性恢復(fù)正常。乙酰膽堿酯酶主要來源于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元胞體,通過軸突快速運(yùn)輸?shù)竭_(dá)神經(jīng)終末,乙酰膽堿酯酶活性的強(qiáng)弱反映運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的功能狀態(tài)[4]。終板區(qū)乙酰膽堿酯酶含量多少亦可能反映終板退變及再生情況[5]。在本研究中,神經(jīng)植入組及吻合組乙酰膽堿酯酶均呈上升趨勢(shì),在第20周時(shí),植入組乙酰膽堿酯酶含量明顯高于對(duì)照組(P<0.05)。而對(duì)照乙酰膽堿酯酶含量變化不明顯。乙酰膽堿酯酶對(duì)乙酰膽堿有特異性水解作用,主要分布于運(yùn)動(dòng)終板處的突觸前膜及后膜,神經(jīng)發(fā)放的沖動(dòng)通過運(yùn)動(dòng)終板將乙酰膽堿傳遞給肌肉,從而引起肌肉收縮。終板區(qū)乙酰膽堿酯酶含量的多少能夠反映出運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的功能狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)終板退變和再生的情況[6]。本實(shí)驗(yàn)中,神經(jīng)植入組在術(shù)后16周前,膽堿酯酶含量沒有明顯變化,16周后明顯升高,Hu等認(rèn)為運(yùn)動(dòng)終板和膠原纖維的消失是影響去神經(jīng)支配晚期療效的主要因素,從而表明神經(jīng)植入晚期療效明顯。
表3 術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間肌肉強(qiáng)直收縮力的變化(s,n=16)
表3 術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間肌肉強(qiáng)直收縮力的變化(s,n=16)
注:與對(duì)照組相比,**P<0.01,*P<0.05;神經(jīng)植入組與神經(jīng)吻合組相比,#P <0.05
組別時(shí)間(周)2 4 6 8 1216 20 24神經(jīng)植入組 241.5 2.12#** 252.2 1.45#** 270.5 2.76**#341.0 1.45***#445.5 10.7** 471.0 11.4** 481.0 12.6** 479.0 16.4**神經(jīng)吻合組 427.0 31.11** 429.0 12.87** 432.5 12.77** 434.0 1.4** 455.5 0.7** 475.5 10.7** 475.5 10.7** 478.5 20.7**對(duì)照組 150.5 7.77 146.5 6.74 148.5 7.78 146.5 6.74 137.5 6.32 135.5 8.76 125.5 8.77 124.69.65
表4 術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間乙酰膽堿酯酶活性含量的變化(s,n=16)
表4 術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)不同組間乙酰膽堿酯酶活性含量的變化(s,n=16)
所測(cè)數(shù)據(jù)為酶含量的灰度值-實(shí)際含量的倒數(shù),數(shù)值越小,含量越高注:與對(duì)照組相比,**P<0.01,*P<0.05;神經(jīng)植入組與神經(jīng)吻合組相比,#P <0.05
組別時(shí)間(周)2 4 6 8 1216 20 24神經(jīng)植入組 121.5 12.12 122.2 11.45 130.5 12.76 141.0 11.45 145.5 10.7 171.0 11.4* 281.0 12.6**#289.0 16.4**#神經(jīng)吻合組 127.0 31.11 129.0 12.87** 132.5 12.77** 134.0 11.4 155.5 20.7 175.5 30.7* 175.5 20.7* 178.5 10.7*對(duì)照組 120.5 17.77 126.5 16.74 128.5 17.78 146.5 6.74 137.5 16.32 135.5 18.76 125.5 18.76 129.619.65
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