李玖能張子清馬立峰劉良燚
周圍神經(jīng)缺損修復(fù)方法及橋接材料的研究進(jìn)展*
李玖能①張子清②馬立峰②劉良燚②
周圍神經(jīng)缺損后傷殘率高,給患者的生活帶來嚴(yán)重影響。短距離的缺損可直接修補(bǔ)縫合,長距離的缺損修復(fù)是外科領(lǐng)域的棘手難題。本文通過對(duì)周圍神經(jīng)缺損的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P汀⑿迯?fù)方法和橋接材料進(jìn)行綜述,并對(duì)該領(lǐng)域未來研究方向進(jìn)行展望。
周圍神經(jīng); 缺損; 修復(fù); 橋接材料
周圍神經(jīng)缺損是臨床上常見的疾病,損傷后傷殘率較高,給患者的生存帶來嚴(yán)重影響。對(duì)于超過10 cm缺損的長距離周圍神經(jīng)缺損修復(fù)一直是外科領(lǐng)域棘手的難題,短距離的缺損可以通過修補(bǔ)縫合獲得再生,對(duì)于長距離的周圍神經(jīng)缺損的修復(fù)技術(shù)和橋接材料的選用仍是目前研究的方向。本文就周圍神經(jīng)缺損的修復(fù)的動(dòng)物模型、修復(fù)方法、修復(fù)材料進(jìn)行綜述,以期為臨床周圍神經(jīng)缺損修復(fù)提供一定的科學(xué)依據(jù)。
國外學(xué)者Viterbo F等[1]通過實(shí)驗(yàn)將大鼠后肢的腓神經(jīng)的遠(yuǎn)側(cè)斷端縫合于同側(cè)健康脛神經(jīng)的側(cè)壁。觀察發(fā)現(xiàn),損傷的神經(jīng)通過端側(cè)縫合術(shù)后,該神經(jīng)支配的靶器官功能恢復(fù),但該模型不能完全排除神經(jīng)近側(cè)斷端重新支配的可能。國內(nèi)外學(xué)者范啟申、Tarasidis G等[2-3]采用辣根過氧化物酶標(biāo)記法,證實(shí)端側(cè)吻合法可使周圍神經(jīng)中的感覺神經(jīng)支獲得再生;學(xué)者楊蓊勃等[4]通過肌肉濕重、肌細(xì)胞橫截面積和肌細(xì)胞橫截面積恢復(fù)率、再生有髓神經(jīng)纖維計(jì)數(shù)發(fā)現(xiàn)端側(cè)縫合后神經(jīng)功能的恢復(fù),可見該縫合技術(shù)可以應(yīng)用于臨床。
2.1 端側(cè)縫合技術(shù) 將損傷神經(jīng)的遠(yuǎn)斷端縫合到相鄰健康的神經(jīng)干側(cè)壁上,或取一神經(jīng)段以端側(cè)吻合的方式橋接于損傷神經(jīng)和正常神經(jīng)之間,使供體神經(jīng)干產(chǎn)生側(cè)支生芽,達(dá)到對(duì)靶器官的重新支配。1901年國外學(xué)者Kennedy等首次報(bào)道了采用端側(cè)吻合法將損傷的面神經(jīng)斷端與副神經(jīng)側(cè)面縫合治療面癱。以端側(cè)縫合為基礎(chǔ)的神經(jīng)吻合技術(shù)在臨床與實(shí)驗(yàn)中廣泛應(yīng)用,但是在臨床實(shí)踐中其修復(fù)效果不盡如人意[4]。影響周圍神經(jīng)修復(fù)后再生的因素較多:(1)端側(cè)吻合時(shí)是否需要在神經(jīng)外膜上或束膜上開窗[5],一些觀點(diǎn)認(rèn)為神經(jīng)外膜作為神經(jīng)纖維的天然屏障,具有良好的絕緣作用。如果能在外膜或束膜上開窗可使供區(qū)神經(jīng)的側(cè)芽較好的通過吻合口進(jìn)入受區(qū)神經(jīng);另外一些觀點(diǎn)認(rèn)為開窗增加了手術(shù)的難度,加重了神經(jīng)的損傷,反而對(duì)神經(jīng)的生長速度有影響。(2)端側(cè)吻合時(shí)的神經(jīng)夾角,學(xué)者劉宇舟,張子清等[6-7]研究都發(fā)現(xiàn)45°角吻合可以神經(jīng)接觸獲得較大面積,還可使再生神經(jīng)纖維行走的更為順暢,術(shù)后隨訪靶器官功能恢復(fù)效果要優(yōu)于90°角的吻合,且該角度術(shù)中相對(duì)易于操作,且符合數(shù)學(xué)計(jì)算面積最大化規(guī)律。學(xué)者賈英偉等[8]對(duì)60只健康大鼠的右側(cè)腓總神經(jīng)修復(fù)模型分組,采用螺旋式改良端側(cè)吻合法,術(shù)后8周分別對(duì)各組大鼠進(jìn)行組織學(xué)、肌濕重、神經(jīng)電生理檢測,有髓神經(jīng)纖維計(jì)數(shù)及神經(jīng)元失蹤法觀察發(fā)現(xiàn),采用改良常規(guī)端側(cè)吻合法可增加再生神經(jīng)纖維數(shù)量和質(zhì)量,提高了神經(jīng)功能的恢復(fù)效果。(3)小間隙橋接法在神經(jīng)對(duì)接處絲線吻合時(shí)留出約2 mm間隙,外套一橋接靜脈以形成再生室,供其選擇性再生。 學(xué)者尹維田等[9]在術(shù)中設(shè)計(jì)小間隙縫合法,發(fā)現(xiàn)該法能有效阻止神經(jīng)軸芽外生,促進(jìn)功能恢復(fù),且易于更多新生神經(jīng)軸芽的遠(yuǎn)端生長,為神經(jīng)的更好發(fā)育提供機(jī)會(huì)。(4)神經(jīng)損傷后未能進(jìn)行端端縫合或神經(jīng)移植修復(fù),靶肌肉萎縮、變性和運(yùn)動(dòng)終板退變等原因,仍可極大地限制其功能的恢復(fù)[10]。(5)神經(jīng)斷端間的瘢痕組織侵入,神經(jīng)的無效再生等因素仍是目前臨床上尚未完全解決的難題。
2.2 神經(jīng)缺損橋接材料 由于周圍神經(jīng)解剖和功能上的特殊性,成熟神經(jīng)元的不可再生,與其他組織缺損后的恢復(fù)相比,神經(jīng)損傷的恢復(fù)不理想[11],正確認(rèn)識(shí)神經(jīng)再生與修復(fù)的生物學(xué)規(guī)律,根據(jù)目前周圍神經(jīng)缺損修復(fù)材料的已經(jīng)具備的性能和神經(jīng)再生原理,探討哪種周圍神經(jīng)缺損修復(fù)材料能夠解決臨床哪些問題[12]。隨著神經(jīng)生物學(xué)和組織工程技術(shù)的發(fā)展不斷深入,目前的周圍神經(jīng)缺損修復(fù)材料有如下幾種。
2.2.1 人羊膜套管填充肽凝膠橋接 學(xué)者邱文斌[13]對(duì)30只坐骨神經(jīng)缺損10 mm的大鼠模型分組,分別應(yīng)用人羊膜套管內(nèi)填充肽凝膠橋接、人羊膜套管橋接、斷端神經(jīng)外膜直接縫合進(jìn)行修復(fù),術(shù)后9周通過骨神經(jīng)功能指數(shù)(SFI)測定、腓腸肌濕重檢測,發(fā)現(xiàn)人羊膜套管內(nèi)填充肽凝膠作為橋接物修復(fù)周圍神經(jīng)缺損,可以有效促進(jìn)神經(jīng)組織再生及功能恢復(fù),可作為自體神經(jīng)移植的替代物。但是在橋接過程中人羊膜套管吻合時(shí)會(huì)對(duì)神經(jīng)兩斷端造成新的損害,羊膜膜管在修復(fù)周圍神經(jīng)缺損在能充分發(fā)揮其神經(jīng)趨化營養(yǎng)作用,但其接觸引導(dǎo)困難。羊膜套管如何模擬人體神經(jīng)再生微環(huán)境及推廣到臨床仍需深入研究。
2.2.2 可吸收誘導(dǎo)神經(jīng)修復(fù)材料 學(xué)者向杰[14]從仿生物學(xué)角度,以神經(jīng)基底膜結(jié)構(gòu)和組成為基礎(chǔ),以乙酸乙酯為溶劑,自行設(shè)計(jì)并合成了RGD多肽接枝的高分子聚(羥基乙酸-L-賴氨酸-乳酸)(PRGD),材料中添加微量神經(jīng)生長因子(NGF),經(jīng)超聲波分散,磁力攪拌。根據(jù)臨床使用時(shí)的需要,如橋接、防黏連等制成不同形狀、尺寸規(guī)格的管或膜,紫外線下消毒,將具有較強(qiáng)生長能力的血旺細(xì)胞接種在材料上。電鏡下觀察NGF釋放達(dá)到血旺細(xì)胞突觸伸長時(shí),將12只犬隨機(jī)分組的左下肢為復(fù)合神經(jīng)導(dǎo)管修復(fù)組,右下肢為自體神經(jīng)移植修復(fù)組,術(shù)后3、6、9三個(gè)月分別取左后肢肌纖維橫斷面切片進(jìn)行蘇木精-伊紅染色(HE染色)發(fā)現(xiàn)隨時(shí)間推移,肌束不斷增粗,肌纖維排列緊密,細(xì)胞核深染;術(shù)后9月光鏡行再生神經(jīng)檢查,發(fā)現(xiàn)神經(jīng)導(dǎo)管材料變薄、變脆,管壁與周圍組織貼附緊密生長,可見可吸收誘導(dǎo)材料用于周圍神經(jīng)缺損效果較好,但是隨訪時(shí)間較短,遠(yuǎn)期療效仍需進(jìn)一步觀察。
2.2.3 增殖能力較強(qiáng)細(xì)胞的橋接 學(xué)者韓同坤等[15]取成年健康豬新鮮近段空腸制備有復(fù)合有許旺細(xì)胞的小腸黏膜下層橋接大鼠的坐骨神經(jīng)缺損,分別于術(shù)后6、12周觀察近端吻合口的近端、移植體中部和遠(yuǎn)端吻合口的遠(yuǎn)端橫切面,近、遠(yuǎn)端吻合口縱切面做切片,電鏡下見小腸黏膜下層表面,許旺細(xì)胞生長旺盛,黏附良好,胞體突出顯著,呈端對(duì)端連接或成束排列,可見神經(jīng)生長。電生理檢測可見神經(jīng)電生理活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中雖然觀察到神經(jīng)有生長,但是神經(jīng)生長的微環(huán)境復(fù)雜,單純應(yīng)用具有較強(qiáng)增殖能力的細(xì)胞橋接修復(fù)較長距離缺損的神經(jīng)療效不確切。
2.2.4 不同自體神經(jīng)移植體移植修復(fù) 學(xué)者黃啟順等[16]通過采用自體運(yùn)動(dòng)神經(jīng)、感覺神經(jīng)、混合神經(jīng)移植修復(fù)大鼠右坐骨神經(jīng)缺損,缺損長度為5 mm,發(fā)現(xiàn)術(shù)后2周三組大鼠神經(jīng)再生無統(tǒng)計(jì)意義;術(shù)后4、8周運(yùn)動(dòng)神經(jīng)、混合神經(jīng)移植組較感覺神經(jīng)移植組比,有較多神經(jīng)纖維生長,神經(jīng)纖維數(shù)量、軸突密度均較感覺組密集,腓腸肌肌肉濕重,再生軸突在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)組更加成熟。可見,運(yùn)動(dòng)神經(jīng)和混合神經(jīng)移植效果優(yōu)于感覺神經(jīng),原因可能與移植神經(jīng)的微觀物理結(jié)構(gòu)及神經(jīng)的再生趨化性有關(guān)。學(xué)者Brenner M J等[17]采用隱神經(jīng)作為移植物橋接脛神經(jīng),研究中發(fā)現(xiàn)增加隱神經(jīng)的股數(shù)時(shí),再生的神經(jīng)纖維總數(shù)、神經(jīng)纖維的密度不但未增加反而相應(yīng)減少,運(yùn)動(dòng)神經(jīng)組則無這種現(xiàn)象發(fā)生。作為移植物的感覺神經(jīng)是否產(chǎn)生了某種物質(zhì)或者存在何種機(jī)制阻礙神經(jīng)纖維再生尚有待于進(jìn)一步研究 。
2.2.5 去細(xì)胞異種神經(jīng)基膜橋接 學(xué)者景尚裴等[18]將日本大耳白兔切取雙側(cè)脛神經(jīng)截成15 mm神經(jīng)段經(jīng)去細(xì)胞(acellular xenogeneic nerve, AXN)加復(fù)合骨髓基質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)填充大鼠右坐骨神經(jīng)10 mm缺損修復(fù)模型中,研究發(fā)現(xiàn)BMSCs與AXN復(fù)合修復(fù)神經(jīng)缺損組和自體神經(jīng)移植組的移植物內(nèi)見細(xì)胞生長,神經(jīng)電生理檢測、新生神經(jīng)組織學(xué)觀察和小腿三頭肌肌纖維橫徑指標(biāo)優(yōu)于單純AXN修復(fù)神經(jīng)缺損組,且單純AXN修復(fù)神經(jīng)缺損組未見細(xì)胞生長??梢?,去細(xì)胞異種神經(jīng)復(fù)合骨髓基質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)效果和同種神經(jīng)移植修復(fù)效果接近。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)理想的組織工程神經(jīng)應(yīng)具備以下條件:(1)無抗原性;(2)具備仿生結(jié)構(gòu),可引導(dǎo)軸突導(dǎo)入并可接納再生軸突長入;(3)通透性好,利于周圍微環(huán)境營養(yǎng)物質(zhì)交換;(4)復(fù)合的干細(xì)胞可在支架內(nèi)存活、黏附、移行分化為SCs;(5)通過移植體的軸突能成熟到正常直徑、髓鞘化和傳導(dǎo)動(dòng)作電位;(6)材料無毒副作用,可降解吸收,設(shè)計(jì)和構(gòu)建簡便[19-20]。
2.2.6 神經(jīng)生長因子 神經(jīng)元靶器官分泌的一些蛋白質(zhì)或多肽分子,有促進(jìn)神經(jīng)生長的功能,是神經(jīng)修復(fù)與再生的重要環(huán)節(jié)。目前應(yīng)用最多是神經(jīng)生長因子(NGF)、膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(GDNF)和促神經(jīng)生長的細(xì)胞因子,主要包括睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子(CNTF)。神經(jīng)營養(yǎng)因子結(jié)合負(fù)載基質(zhì)材料聯(lián)合應(yīng)用促進(jìn)神經(jīng)缺損修復(fù)是目前研究的主要方向。負(fù)載基質(zhì)材料主要有膠原、層粘連蛋白、纖維蛋白、絲纖蛋白、殼聚糖和藻酸鹽等,此類材料多為天然可降解生物材料[21],可制成凝膠狀。由于神經(jīng)生長因子半衰期短,結(jié)合這些負(fù)載材料,隨著材料的降解,不斷釋放營養(yǎng)因子,從而延長營養(yǎng)因子的釋放時(shí)間,同時(shí)也免受周圍環(huán)境酶解破壞[22]。
周圍神經(jīng)缺損修復(fù)方法,對(duì)Ⅰ、Ⅱ度缺損的治療,臨床與文獻(xiàn)無任何分歧,對(duì)Ⅲ、Ⅳ度缺損的處理分歧較大,主要是不同處理方法術(shù)后神經(jīng)功能恢復(fù)的效果。對(duì)神經(jīng)缺損較長需要橋接,隨著神經(jīng)生物工程發(fā)展,各種橋接修復(fù)材料的研究取得一定進(jìn)展,但是有幾方面問題需要面臨解決:(1)長段缺損,如何使修復(fù)后的神經(jīng)達(dá)到最佳功能需進(jìn)一步研究;(2)可降解支架材料講解時(shí)間如何和神經(jīng)恢復(fù)的時(shí)間吻合;(3)神經(jīng)生長因子的活性保持,釋放時(shí)間能夠維持促進(jìn)缺損神經(jīng)的完全修復(fù);(4)用于填充的干細(xì)胞源、數(shù)量、活力及定向誘導(dǎo)分化也存在一定的技術(shù)問題。
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LI J iu-neng,ZHANG Zi-qing, MA Li-feng, et al.//Medical Innovation of China,2015,12(07):143-145
The higher rate of deformity after the defect of peripheral nerve, serious influence patient’s quality of life. Short distant defected peripheral nerve can regenerate by repairing and stuturing, but the repairing of long distant nerve defect is a difficult problem in the area of surgery. The article reviewed the repairing method and the animal experimental model and the bridge materia of the peripheral nerve defect, the future study trends was discussed and developed.
Peripheral nerve; Defect; Repair; Bridging materia
10.3969/j.issn.1674-4985.2015.07.049
2014-11-10) (本文編輯:王宇)
衛(wèi)生部手功能重建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室課題資助項(xiàng)目(2010),上海市周圍神經(jīng)顯微外科重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室課題資助項(xiàng)目(08DZ2270600)
①遵義醫(yī)學(xué)院 廣東 珠海 519041
②廣東省深圳市龍崗區(qū)骨科醫(yī)院
張子清
First-author’s address: Zunyi Medical University, Zhuhai 519041,China