大鼠健側(cè)腰叢神經(jīng)移位修復(fù)骶叢損傷的研究.pdf

1、進(jìn)入二十世紀(jì)中葉以來(lái)，隨著機(jī)械工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程加快，交通運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)及汽車(chē)制造業(yè)迅猛發(fā)展，高科技為生活帶來(lái)高度便利的同時(shí)，由此帶來(lái)的各種由高能量暴力創(chuàng)傷病例數(shù)量不斷攀升。骨盆是人體的重要骨性結(jié)構(gòu)，不但是連接身體上半部分和下肢的重要結(jié)構(gòu)，更是盆腔內(nèi)器官的重要保護(hù)性結(jié)構(gòu)，當(dāng)骨盆發(fā)生損傷時(shí)將引發(fā)一系列嚴(yán)重的并發(fā)癥甚至危及生命。在這些高能量致傷病例中，脊柱、骨盆骨折等嚴(yán)重的損傷病例所占比重明顯增加。特別是各類(lèi)不穩(wěn)定型脊柱、骨盆骨折，尤其在多發(fā)性

2、高能量創(chuàng)傷病例中，其發(fā)生率居高不下，因此此類(lèi)患者的救治已經(jīng)成為臨床研究的重點(diǎn)方向。目前隨著材料工程學(xué)和人體力學(xué)工程學(xué)的快速發(fā)展，創(chuàng)傷治療中骨折的治療技術(shù)得到了快速的發(fā)展。但是由于外周神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的特殊性，在此類(lèi)復(fù)合傷發(fā)生時(shí)神經(jīng)系統(tǒng)不可避免的將受到或輕或重的損傷，且治療十分困難。骨盆骨折特別是骶骨U型骨折的患者，非常容易引起骶叢神經(jīng)過(guò)度牽拉、卡壓、撕脫、完全離斷等。由于骨盆骨折導(dǎo)致的骶叢神經(jīng)損傷多為多根神經(jīng)同時(shí)損傷，因此當(dāng)骨盆骨折等

3、原因造成骶叢神經(jīng)損傷時(shí)，相應(yīng)肢體將出現(xiàn)嚴(yán)重的神經(jīng)癥狀，并有可能同時(shí)伴有膀胱功能障礙以及性功能不全。雖然骨盆骨折及骶叢損傷這一醫(yī)學(xué)難題由來(lái)已久，但是目前針對(duì)骶叢根性撕脫傷的外科治療不但方法十分有限，而且療效不盡人意，因此如何治療由復(fù)雜骨盆骨折引起的骶叢神經(jīng)損傷，一直困擾著骨科醫(yī)生及神經(jīng)康復(fù)科醫(yī)生。因此，對(duì)于高能量因素導(dǎo)致骨盆創(chuàng)傷引起的骶叢神經(jīng)損傷，探索新的外科治療方法，創(chuàng)新手術(shù)治療思路，提高對(duì)下肢肌肉及遠(yuǎn)端神經(jīng)的保護(hù)作用，使患者下肢感覺(jué)、

4、運(yùn)動(dòng)功能、膀胱功能障礙以及性功能得到一定程度的恢復(fù)，具有重要的臨床意義和社會(huì)意義。
　　為尋找治療骶叢撕脫傷的新方法，以達(dá)到恢復(fù)下肢相應(yīng)功能的目的，課題組在對(duì)大鼠腰叢神經(jīng)解剖參數(shù)觀測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)比腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)進(jìn)行骶叢根性撕脫傷修復(fù)的療效，有望為此類(lèi)損傷提供新的治療方法。本文主要分為大鼠腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)的可行性研究;大鼠健側(cè)腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)修復(fù)骶叢損傷后下肢功能恢復(fù)的研究;大鼠健側(cè)腰2、腰3神

5、經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)修復(fù)骶叢損傷后外周神經(jīng)恢復(fù)規(guī)律的研究和大鼠健側(cè)腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)修復(fù)骶叢損傷后中樞神經(jīng)系統(tǒng)重塑規(guī)律的研究四個(gè)部分。
　　第一部分大鼠腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)進(jìn)行骶叢損傷修復(fù)的可行性研究
　　研究目的:進(jìn)行大鼠腰骶叢神經(jīng)的解剖觀察及電生理檢測(cè)后，分別切斷大鼠單側(cè)腰2、腰3神經(jīng)根，結(jié)合組織病理學(xué)檢測(cè)、免疫組化檢測(cè)、神經(jīng)元凋亡檢測(cè)等方法，確定大鼠腰叢神經(jīng)的走行及支配肌肉情況，以及術(shù)后下肢運(yùn)動(dòng)情況、肌肉

6、生長(zhǎng)狀況以及脊髓退變情況，為腰叢神經(jīng)移位修復(fù)骶叢神經(jīng)損傷提供了從理論到實(shí)驗(yàn)的可行性基礎(chǔ)。
　　研究方法:(1)通過(guò)解剖方法確定腰2神經(jīng)和腰3神經(jīng)在大鼠下肢所控制的肌肉。(2)麻醉大鼠后，逐層分離至大鼠腰叢神經(jīng)根，將神經(jīng)電生理記錄儀的記錄電極分別插入股四頭肌、股二頭肌及脛骨前肌，然后以電流分別刺激各組腰神經(jīng)根，觀察各組肌肉所產(chǎn)生的刺激電位，同時(shí)記錄由電流刺激產(chǎn)生的刺激電位圖形和數(shù)值，錄入數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。(3)選取40只雄性成年SD大鼠

7、，在不破壞椎板結(jié)構(gòu)情況下，在椎間孔外暴露右側(cè)腰1～4神經(jīng)根，標(biāo)記并分別切斷腰2、腰3神經(jīng)根，建立神經(jīng)根切斷模型，分別于損傷建模后不同時(shí)間段選取動(dòng)物模型大鼠，進(jìn)行基本情況觀察、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性觀察及下肢損傷情況觀察。于術(shù)后第16周取各實(shí)驗(yàn)組SD大鼠，進(jìn)行相應(yīng)支配節(jié)段肌肉的神經(jīng)電生理檢測(cè)、肌肉組織學(xué)切片檢測(cè)以及相應(yīng)節(jié)段脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的神經(jīng)凋亡檢測(cè)。
　　結(jié)果:通過(guò)解剖觀察，腰2神經(jīng)參與部分股神經(jīng)支配，腰3神經(jīng)與腰4神經(jīng)共同參與股神經(jīng)支配

8、。神經(jīng)電生理檢測(cè)結(jié)果表明，腰2神經(jīng)雖然占股神經(jīng)支配，但比例較少，對(duì)股四頭肌運(yùn)動(dòng)功能權(quán)重比較少;腰3神經(jīng)、腰4神經(jīng)共同參與股四頭肌的支配。術(shù)后16周，受試大鼠生存情況良好，未出現(xiàn)大鼠死亡情況，各組大鼠BBB評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。各組大鼠足部外觀形態(tài)未見(jiàn)明顯異常，未出現(xiàn)足趾潰瘍及脫落情況。組織病理學(xué)檢測(cè)顯示，腰2、腰3神經(jīng)所支配的相應(yīng)肌肉與健側(cè)對(duì)比未出現(xiàn)明顯萎縮情況，各組肌肉經(jīng)形態(tài)學(xué)檢測(cè)細(xì)胞直徑未見(jiàn)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。Tunnel法檢測(cè)腰2、腰

9、3節(jié)段脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存在凋亡情況。
　　結(jié)論:大鼠腰叢神經(jīng)之間存在廣泛的交叉支配，特別是腰3和腰4神經(jīng)對(duì)股神經(jīng)的支配比重相近，切斷SD大鼠單側(cè)腰2或腰3神根經(jīng)后，其下肢運(yùn)動(dòng)功能情況較對(duì)照組未見(jiàn)顯著差異，證實(shí)腰2或腰3神根作為動(dòng)力源神經(jīng)是安全的，可以以此為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行骶叢神經(jīng)損傷的修復(fù)。
　　第二部分大鼠骶叢撕脫傷模型的建立及大鼠健側(cè)腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)修復(fù)骶叢損傷后下肢功能恢復(fù)的研究
　　研究目的:在建立大鼠

10、骶叢撕脫傷模型的基礎(chǔ)上，分別以健側(cè)腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)，經(jīng)移位吻合后，建立骶叢損傷修復(fù)的動(dòng)物模型，并對(duì)吻合修復(fù)后下肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)情況進(jìn)行研究，探討腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)進(jìn)行神經(jīng)修復(fù)的有效性。
　　研究方法:(1)選用90只雄性成年SD大鼠，在不破壞椎板結(jié)構(gòu)情況下，在椎間孔外暴露腰4至腰6神經(jīng)根，用顯微外科神經(jīng)鉤將腰4至腰6神經(jīng)根全部鉤斷，將醫(yī)用明膠海綿填塞在神經(jīng)斷端，建立骶叢撕脫傷模型。(2)將建模成功的大鼠隨機(jī)分為

11、三組:腰2吻合組、腰3吻合組和不吻合對(duì)照組，并進(jìn)行神經(jīng)移位吻合吻合修復(fù)，術(shù)后16周觀察大鼠大體運(yùn)動(dòng)情況、靶肌肉萎縮情況，靶肌肉蛋白表達(dá)情況以及神經(jīng)吻合口生長(zhǎng)情況。
　　結(jié)果:術(shù)后4個(gè)月，三組大鼠進(jìn)行BBB評(píng)分檢測(cè)，兩吻合組評(píng)分均高于對(duì)照組，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。靶肌肉萎縮情況檢測(cè)，兩吻合組肌肉萎縮情況優(yōu)于對(duì)照組，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，電鏡檢測(cè)顯示神經(jīng)吻合口處有再生神經(jīng)纖維通過(guò)，相關(guān)肌肉蛋白檢測(cè)顯示吻合后大鼠下肢肌肉內(nèi)運(yùn)動(dòng)相關(guān)蛋白表達(dá)高

12、于撕脫組。
　　結(jié)論:分別以健側(cè)腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)，經(jīng)移位吻合后，建立骶叢損傷修復(fù)的動(dòng)物模型，證實(shí)靶肌肉的退變情況得到緩解和保護(hù)，腰2、腰3神經(jīng)可作為有效的動(dòng)力源神經(jīng)在神經(jīng)修復(fù)方向加以利用。
　　第三部分大鼠健側(cè)腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)修復(fù)骶叢損傷后外周神經(jīng)恢復(fù)規(guī)律的研究
　　研究目的:在建立大鼠骶叢撕脫傷模型的基礎(chǔ)上，分別以健側(cè)腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)，經(jīng)移位吻合后，建立骶叢損傷修復(fù)的動(dòng)物模型，并應(yīng)

13、用脊髓前角細(xì)胞運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的存活情況、熒光造影劑逆行示蹤情況以及神經(jīng)肌肉接頭顯微結(jié)構(gòu)變化評(píng)價(jià)神經(jīng)移位吻合后對(duì)脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)保及神經(jīng)肌肉街頭等結(jié)構(gòu)的護(hù)作用。
　　研究方法:選用90只雄性成年SD大鼠，建立骶叢撕脫傷模型。將建模成功的大鼠隨機(jī)分為三組:腰2吻合組、腰3吻合組和對(duì)照組，并進(jìn)行吻合修復(fù)，術(shù)后4個(gè)月周，應(yīng)用免疫組化方法檢測(cè)修復(fù)后脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存活情況，應(yīng)用真藍(lán)及熒光金逆行示蹤方法檢測(cè)脊髓神經(jīng)通路情況，高倍電子顯微鏡下檢查神經(jīng)

14、肌肉接頭處運(yùn)動(dòng)終板超微結(jié)構(gòu)變化。
　　結(jié)果:兩吻合組脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存活率明顯高于對(duì)照組，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。腰3吻合組效果優(yōu)于腰2吻合組，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。吻合組在腰2-腰3節(jié)段可見(jiàn)熒光標(biāo)記物，證明吻合后神經(jīng)通路良好，電子顯微鏡檢測(cè)神經(jīng)肌肉接頭情況顯示，與撕脫組對(duì)比，吻合組神經(jīng)肌肉接頭處運(yùn)動(dòng)終板等超微結(jié)構(gòu)的退變情況得到緩解。
　　結(jié)論:神經(jīng)移位吻合后對(duì)脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存在一定的保護(hù)作用，移位吻合后神經(jīng)通路得到恢復(fù)，神

15、經(jīng)元細(xì)胞得到保護(hù)，靶肌肉神經(jīng)肌肉接頭處運(yùn)動(dòng)終板等超微結(jié)構(gòu)得到保護(hù)。
　　第四部分大鼠健側(cè)腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)修復(fù)骶叢損傷后中樞神經(jīng)系統(tǒng)重塑規(guī)律的研究
　　研究目的:利用小動(dòng)物PET-CT腦功能成像方法，對(duì)健側(cè)腰2、腰3神經(jīng)作為動(dòng)力源神經(jīng)移位修復(fù)骶叢損傷后對(duì)大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)重建進(jìn)行研究。
　　研究方法:選用80只雄性成年SD大鼠隨機(jī)分為四組:撕脫傷組、腰2吻合組、腰3吻合組和對(duì)照組，建立各組動(dòng)物模型。術(shù)后6個(gè)月，

16、將大鼠禁食12小時(shí)，從尾部靜脈注射0.2ml18F-脫氧葡萄糖后，電刺激撕脫側(cè)患肢，藥物吸收30分鐘后。應(yīng)用小動(dòng)物CT機(jī)掃描大鼠腦部及頸部，將大鼠冠狀面、矢狀面及橫斷面的三組掃描圖像進(jìn)行錄入和分析，分別建立靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像采集數(shù)據(jù)庫(kù)，捕捉刺激時(shí)在大腦皮層相應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生的探針標(biāo)記顯影區(qū)域，應(yīng)用圖形分析軟件捕獲大腦皮層內(nèi)形成的定量標(biāo)準(zhǔn)攝取值(SUV)峰值。
　　結(jié)果:進(jìn)行患肢刺激后，撕脫組大鼠在雙側(cè)大腦皮層均未顯示SUV值增加;吻合組

17、大鼠進(jìn)行患肢刺激后，在右側(cè)大腦皮層均顯示SUV值明顯升高，從而證明由下肢神經(jīng)至大腦皮層之間通路存在且通常，并且可以說(shuō)明進(jìn)行神經(jīng)吻合后，患側(cè)肢體在大腦皮層的運(yùn)動(dòng)投射區(qū)已經(jīng)轉(zhuǎn)移至動(dòng)力神經(jīng)元投射側(cè)，神經(jīng)反射通路已重新建立，腦功能重塑已經(jīng)進(jìn)行。吻合組與撕脫組之間的SUV峰值差異明顯，存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，腰2吻合組與腰3吻合組比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　結(jié)論:實(shí)驗(yàn)證明應(yīng)用PET-CT檢查法進(jìn)行吻合后腦功能研究是可行的。根據(jù)結(jié)果顯示，吻合后大鼠在相應(yīng)