物理因子对脱细胞同种异体神经移植物修复大鼠坐骨神经缺损的影响

摘要

周围神经损伤较为常见，由于其修复和再生机理非常复杂，受许多因素的影响，对于长距离神经缺损由于来源有限、供区的神经损伤等因素限制了神经自体移植的应用，因此成为临床治疗难点之一。而同种异体神经移植物，具有来源充足、对患者不产生副损伤、各种类型的神经段都可以得到的优点，但其存在的主要障碍是免疫排斥反应。刘承吉等报道，应用低渗一除垢剂脱细胞方法处理大鼠坐骨神经，脱掉其施万细胞(schwann cell，SC)外膜和束膜细胞，以及神经轴突与髓鞘，可以获得以SC基底膜管为主的神经外膜等基质为外套的三维管状支架材料。张彩顺等应用此种同种异体的支架材料作为移植体，桥接大鼠坐骨神经缺损的研究发现：移植后可促进缺损神经的轴突从近侧断端穿越移植体，并最终到达效应器形成神经一肌突触，使大鼠患肢的运动功能有一定的恢复。他们的研究显示：脱细胞的同种异体天然神经移植物(accelular nerve allografts，ANA)优于其他人工制备的移植物，不仅在于有较好的组织相容性，主要还在于它脱去了周围神经的细胞成分，保存了含有促神经生长的神经营养因子、神经粘附因子等神经外基质成分，对于长距离的神经缺损提供了良好的材料。 物理因子与组织工程学结合的研究是另一重要课题。临床上，除神经营养因子和一些化学药物外，许多物理因子也有促进神经再生的作用。 以往的研究表明小剂量超短波治疗可扩张血管，改善神经和周围组织的血液循环及组织营养，加强局部组织代谢和神经系统功能，达到消炎、消除水肿的目的，因此可以用于周围神经损伤早期治疗。低强度激光可能通过改善神经损伤后机体的电生理活性，促进轴浆运输和代谢，抑制损伤处疤痕形成，从而加速轴索再生。脑源性神经营养因子(brain derive neurotrophic factor,BDNF)作为一种重要的神经营养因子，具有神经保护功能，并在突触的形成、神经突起形态的维持等方面起着重要的作用，脊髓前角内BDNF蛋白及基因的表达可以成为标志神经再生的一个指标。Snyder等研究认为在周围神经损伤后降钙基因相关肽(calcitonin gene-related peptide，CGRP)持续增加也许可以作为神经再生的一个指示剂。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是近年来发现的一种新的促神经再生的因子。两种物理因子能否促进脱细胞同种异体神经移植物桥接大鼠坐骨神经缺损后的神经再生尚未见报道，能否通过促进神经再生因子的表达而发挥促神经再生作用其具体作用机制尚不十分清楚。本研究旨在通过小剂量超短波及低能量镓铝砷激光治疗ANA桥接大鼠坐骨神经缺损后神经再生及功能恢复的观察，进一步探讨物理因子对周围神经损伤后神经修复与再生的作用机制，为临床推广、应用提供理论依据。 实验方法： 本实验采用刘承吉报道的低渗除垢剂法制备脱细胞大鼠坐骨神经(acellular rats sciatic nerve，ARSN)。分别用ARSN及自体神经桥接大鼠坐骨神经10mm缺损，选一部分ARSN移植大鼠在损伤局部给予小剂量超短波治疗及660nm低能量镓铝砷激光治疗，分别于术后2w、4w、8w、12w进行大体观察、光镜观察、电镜超微结构观察再生神经轴索直径、有髓神经纤维数目及髓鞘厚度、免疫组织化学染色和逆转录聚合酶链氏反应(reverse transcription polymerase chain reaction，RT-PCR)检测脊髓及肌肉内CGRP、BDNF、VEGF蛋白及基因的表达、电生理检测坐骨神经传导速度、潜伏时、波幅等。数据以均数±标准差(-x±s)表示，采用SPSS11.0软件处理。组间比较用方差分析，两均数比较用t检验。检验水准取α=0.05，P<0.05时认为有显著差异。 实验结果： 1、ARSN桥接大鼠坐骨神经缺损后，2w时患侧脊髓内BDNF及CGRP表达已开始增高，4w时达高峰，持续到8w，然后逐渐降低，12w时仍显著高于正常对照组，与自体移植组相比，差异无显著性。而患侧胫前肌内BDNF及CGRP的表达在最初4w内逐渐降低达最低，然后逐渐升高，12w时基本达到了正常水平，与自体移植组相比无差异。BDNF与CGRP基因的表达基本与蛋白表达一致。 2、术后12周，各组动物患侧坐骨神经与周围组织粘连均较轻，容易分离。与单纯移植组相比，超短波治疗及激光治疗均能使神经传导速度增快，胫前肌湿重增加，有髓神经纤维数目、髓鞘厚度增加，此外超短波治疗可使脊髓及肌肉内VEGFmRNA表达明显增加，差异具有显著性(P<0.05)，除髓鞘厚度外与自体移植组相比无显著差异。激光治疗可使脊髓及肌肉内CGRPmRNA及蛋白表达明显增加，差异具有显著性(P<0.05)。 结论： 1、中枢神经源性BDNF和CGRP在脱细胞同种异体神经移植物修复大鼠坐骨神经缺损后促神经再生中具有重要作用。 2、脱细胞处理的同种异体神经移植物具有良好的组织相容性，它可替代自体神经修复大鼠坐骨神经长距离缺损，此作用可能与上调脊髓BDNF与CGRP蛋白及mRNA表达有关。 3、小剂量超短波及低能量镓铝砷激光治疗均可加速脱细胞同种异体神经移植物修复大鼠坐骨神经缺损后神经再生的速度，促进SC增殖。此外，小剂量超短波可能通过增加脊髓及肌肉内的VEGF基因表达促进神经再生，而低能量镓铝砷激光可能与增加脊髓内的CGRP蛋白及表达有关。

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论文一脱细胞同种异种神经移植物修复大鼠坐骨神经缺损后促神经再生的机制研究

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结论

论文二小剂量超短波对脱细胞同种异体神经移植物修复大鼠坐骨神经缺损的影响

前言

材料和方法

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结论

论文三660nm低能量镓铝砷激光对脱细胞同种异体神经移植物修复大鼠坐骨神经缺损的影响

材料和方法

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结论

本研究创新性的自我评价

参考文献

综述 物理因子与周围神经再生的实验研究进展

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