不同形状易取出的植入电极对大鼠坐骨神经再生效果及力学损害的比较

摘要

目的：应用不同形状易取出的植入电极对切断后再吻合的大鼠坐骨神经行电刺激,比较并探讨不同形状植入电极对坐骨神经再生的促进作用及力学损害的异同,为植入式电刺激的临床应用提供依据。
　　 方法：建立SD大鼠坐骨神经离断后再吻合的模型共48只(分四组:实验组三组及对照组(C)一组,每组12只),实验组分别在吻合口近远端0.5cm处放置与神经干一点(P)、1/4圈(Q)及一圈(R)接触的正负电极镍钛合金导丝,穿皮下隧道并引至皮外,术后每天半小时连续刺激20天(刺激参数为频率:20hz:脉宽:100us；电压:9V；波型:方波),分别于第四周末、第十周末取材,行电生理(LAT,AMP,MNCV)、腓肠肌湿重、腓肠肌病理切片、吻合口近远端轴突计数、外膜下血管计数及坐骨神经光镜、电镜观察,STATA7.0软件行统计分析。
　　 结果：⑴一般情况:48只大鼠均手术成功,取材顺利,无一只死亡。⑵第四周末取材时:电生理指标为:AMP(mV)(C:P:Q:R):4.72±1.90,7.28±1.13,6.30±0.70,3.27±1.19,MNCV(m/s)(C:P:Q:R):31.57±5.04,45.23±7.18,40.17±4.19,27.47±3.10。腓肠肌湿重(g)(C:P:Q:R):1.2202±0.0072,1.4798±1.0072,1.3898±0.0078,1.2397±0.0074。坐骨神经吻合口远端轴突数(个/高倍视野):119±19,177±21,145±11,100±16。神经纤维吻合口通过率(％)(C:P:Q:R):43.67±3.45,61.45±3.24,53.18±4.30,41.51±2.45。神经外膜下血管计数(条)(C:P:Q:R):19.8±1.2,30±1.3,27.3±1.0,13.8±1.3。肌肉病理切片:四组失神经肌均发生明显的萎缩,光镜下可见肌纤维直径变小,边界模糊,间质中胶原纤维明显增生。其中P组和Q组的肌纤维横截面积、直径以及单位面积肌纤维数量较对照组稍增多,以R组指标最差。神经光镜切片:坐骨神经内可见到再生的神经纤维,排列结构紊乱,密度总体较低,轴突直径大小不一,数量较少,新生髓鞘厚度较薄,各组均可见变性的轴突和增殖的雪旺氏细胞,以及新生之毛细血管,以P组总体最佳,Q组其次,R电极组最差。电镜照片:坐骨神经内可见大量变性的轴突及髓鞘,周围密集巨噬细胞,以及再生的轴突及髓鞘。轴突形态不规则,其内部可见密度不均的线粒体和囊泡,髓鞘较薄,但板层结构存在,可见少量的无髓神经纤维、新生毛细血管存在,以P组总体较佳,Q组次之,R组最差,可见大量增生的成纤维细胞。⑶第十周末取材时:电生理指标为:AMP(mV)(C:P:Q:R):6.03±1.44,9.15±0.64,6.98±1.51,5.35±1.79,MNCV(m/s)(C:P:Q:R):38±3.90,50±4.86,48±4.05,29.3±2.88。腓肠肌湿重(g)(C:P:Q:R):1.7164+0.0102,2.2304±0.0072,2.1702±0.0092,1.7797±0.0121。坐骨神经吻合口远端轴突数(个/高倍视野):176±29,257±27,206±14,140±20。神经纤维吻合口通过率(％)(C:P:Q:R):60.44±8.13,87.85±4.53,73.70±5.06,57.55±2.84。神经外膜下血管计数(条)(C:P:Q:R):27.5±1.5,39.5±2.4,34.8±1.7,17.3±2.2。肌肉病理切片:四组失神经肌的萎缩程度均较前有了一定程度的改善,表现为肌纤维直径渐增大,横截面积及单位面积肌纤维数量增多,以P组和Q组较佳,R刺激组最差。神经光镜切片:各组神经纤维的密度均较前提高,但排列结构仍较凌乱,轴突直径及髓鞘厚度总体较前增大,数量增多,且较前成熟。仍可见少量尚未被完全吞噬的变性轴突及髓鞘,毛细血管密度较前增高。总体仍以P组最佳,Q组次之,R组最差。电镜照片:各组再生轴突的数量进一步增多,髓鞘结构趋于成熟,轴突内部可见大量的线粒体和囊泡,髓鞘厚度增加,板层状结构致密,尚可见部分雪旺氏细胞条索及残留的基底膜。总体显示P及Q组较佳,R组最差。⑷取出神经干上电极导丝时情况:对照(C)组、点(P)刺激组、1/4圈(Q)刺激组及一圈(R)刺激组在坐骨神经吻合口近远端与周围组织均有轻度粘连,均无明显感染迹象,各刺激电极均在位,无明显导丝滑脱,点刺激电极导丝取出方便,神经外膜尚光滑；1/4圈刺激电极导丝取出无难度,但在电极处神经外膜有轻压痕；圈刺激导丝取出困难,电极与神经外膜粘连不可分,整圈电极下方存在明显神经压痕,局部有瘢痕组织增生,沿神经损伤部位可见长约0.5-0.7cm轻度膨大肿胀,表面苍白。
　　 结论：①实验的早期(四周末)及晚期(十周末)电生理、肌湿重、轴突计数、神经纤维通过率、外膜下血管计数及病理学观察结果表明:植入式电极的电刺激可以促进损伤后大鼠坐骨神经再生并能有效防止肌肉萎缩,其中点电极组效果稍优于1/4圈组,明显优于一圈接触组；②点电极组对神经的力学损害小于1/4圈组,明显小于一圈组。③与神经一点接触及1/4圈接触的电极可以兼顾促进神经生长和取出方便。这为植入式电刺激在临床的应用提供了依据。