神经挤压损伤组和神经横断损伤修复组动物肌电诱发电位在TA、GS和PL等远端肌肉组织中被抑制,但是近端的GM肌电变化不明显。
——摘自文章章节
【Ref: MacEwan MR, et al. J Neurosurg. 2018 Feb 9:1-10. doi: 10.3171/2017.8.JNS163020. [Epub ahead of print]】
研究背景
周围神经损伤可中断轴突的连续性、神经细胞死亡及神经纤维远端Waller变性,最终导致运动、感觉和植物神经功能障碍。单纯的神经损伤,可通过神经残端进行无张力的端-端吻合修复,以恢复功能。治疗复杂的神经损伤有自体神经移植、同种异体神经移植等技术。神经移植是重要的治疗手段,但采用自体神经移植,必然损伤供体神经,有明显的临床局限性。美国华盛顿大学生物医学工程系的Matthew R. MacEwan等报告一种新型植入式无线薄膜神经电刺激器治疗受损的周围神经,并对术后的功能恢复连续评估,其结果发表于2018年2月的《J Neurosurg》在线上。
研究方法
研究者将25只成年雄性大鼠随机分为5组,第Ⅰ组未损伤坐骨神经,作为对照组;Ⅱ和Ⅲ组在距离坐骨神经3分叉处近端5mm作反复挤压损伤,每次30秒,重复两次;Ⅳ和Ⅴ组,距3分叉处近端5mm切断坐骨神经,再用10-0尼龙线缝合。每只大鼠植入无线薄膜神经电刺激器(图1),Ⅲ和Ⅴ组在刺激器植入后进行电刺激,并评估无线神经电刺激器对损伤神经的治疗效果。通过电场耦合原理,无线方式输送刺激能量。刺激治疗组于刺激器植入术后立即给予短暂的刺激(时长1小时,振幅2.5V,频率20Hz)。每周检测所有组的臀大肌(GM)、胫骨前肌(TA)、腓肠肌(GS)和跖肌(PL)的肌电信号及其功能恢复情况。在第13周末,测量趾长伸肌(EDL)与胫骨前肌的诱发肌力和各肌肉标本质量,并分别对挤压损伤的神经和横断损伤的神经治疗后支配肌肉功能状况进行分析。
图1. 左图示,由无线接收线圈、微丝导线和硅胶神经袖套电极3部分组成的植入式无线薄膜神经刺激器植入大鼠体内;右图示,薄膜硅胶神经袖套刺激电极包裹坐骨神经。
研究结果
结果发现,神经挤压损伤组和神经横断损伤修复组动物肌电诱发电位在TA、GS和PL等远端肌肉组织中被抑制,但是近端的GM肌电变化不明显。神经挤压损伤组的坐骨神经功能恢复评价:肌电图显示,在术后第4周,非刺激组近端肌肉TA和GS的功能恢复,分别为67.5%和75.5%,好于仅恢复49.2%的远端PL;术后6周内非刺激组TA和GS逐渐恢复功能。术后第2~4周,刺激组TA、GS和PL的肌电诱发电位振幅明显大于非刺激组(P<0.05)。在第13周非刺激组TA、GS和PL分别恢复至96.4%、91.9%和91.8%,而刺激组功能完全恢复。可见,术后2至4周电刺激可加速功能恢复,但不影响观察期末的恢复程度。在观察期末,刺激组和非刺激组的TA、EDL的肌力和肌肉标本质量与对照组无明显差异(p>0.05)。神经横断损伤修复组的坐骨神经功能恢复评价:在术后第4~13周,刺激组TA、GS和PL的肌电诱发电位振幅明显高于非刺激组(p<0.05)。肌电图显示,在术后第4周非刺激组TA、GS分别恢复25.1%和25.8%,而PL仅恢复20.4%。在第13周非刺激组TA、GS和PL分别恢复65.4%、64.2%和66.8%,提示神经横断损伤修复后出现延迟恢复效应。支配远端肌肉PL的神经延迟恢复效应比支配近端肌肉TA和GS的神经更为明显。同时在观察期末,发现刺激组EDL的强直性肌力明显高于非刺激组(p<0.05)。
结论
作者指出,该新型植入式无线薄膜神经电刺激器与传统电刺激疗效相似,可增强受损的周围神经再生和功能恢复。无线神经电刺激器的优势在于可完全植入体内,刺激装置体积相对较小,无需电源导线,降低植入物感染的风险。因此,有望成为临床上可加快恢复损伤周围神经功能的新型治疗工具。