合成可生物降解神经导管修复损伤周围神经：生物相容性良好

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.25.023

摘要/Abstract

摘要：

背景：临床对周围神经损伤进行修复治疗的时候，可以利用自体神经进行治疗或者利用不同材质的神经导管进行治疗。
目的：探索合成可生物降解材料神经导管在周围神经损伤修复中的应用效果。
方法：48只新西兰大白兔，随机等分为3组，自体神经移植组、硅胶导管组和可降解神经导管组。各组动物切除10 mm坐骨神经，构建坐骨神经缺损动物模型，并分别利用自体神经、硅胶导管以及可降解神经导管进行坐骨神经修复。
结果与结论：造模后3周，硅胶导管组兔运动神经传导效果、小腿三头肌肌肉湿质量恢复率比自体神经移植组差，但可降解神经导管组兔运动神经传导效果、小腿三头肌肌肉湿质量恢复率与自体神经移植组接近。造模后12周时，自体神经移植组中存在大量呈均匀排列的有髓神经纤维，可降解神经导管组中可见大量分布不均匀的再生有髓神经纤维，而硅胶导管组中存在少量呈不均匀排列的髓神经纤维。表明合成可生物降解材料神经导管在周围神经损伤修复中可以获得与自体神经较为接近的良好效果。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 生物材料, 材料相容性, 周围神经, 神经损伤, 神经修复, 组织工程, 神经导管, 导管材料, 合成材料, 可降解生物材料

Abstract:

BACKGROUND: In the treatment of peripheral nerve injury, we can use autologous nerve or the nerve conduit of different materials.
OBJECTIVE: To explore the effects of biodegradable nerve conduit in repairing peripheral nerve injury.
METHODS: A total of 48 New Zealand white rabbits were randomly divided into autologous nerve graft group, silicone catheter group and biodegradable nerve conduit group. 10-mm sciatic nerve was obtained from each group to construct animal models of sciatic nerve defect, which was repaired with autologous nerve, silicone catheter and biodegradable nerve conduit.
RESULTS AND CONCLUSION: At 3 weeks after transplantation, motor nerve conduction and recovery rate of triceps muscle wet weight were poorer in the silicone catheter group than in the autologous nerve graft group. Motor nerve conduction and recovery rate of triceps muscle wet weight were similar between the biodegradable nerve conduit group and autologous nerve graft group. At 12 weeks, a large number of uniform myelinated nerve fiber was visible in the autologous nerve graft group. A large number of uneven myelinated nerve fiber was found in the biodegradable nerve conduit group. A small number of uneven myelinated nerve fiber was seen in the silicone catheter group. These data suggest that the synthetic biodegradable materials of nerve conduit can obtain good effect, which is close to the autologous nerve graft.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

Key words: Sciatic Nerve, Nerve Fibers, Myelinated, Silica Gel, Polymers

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 4

2.1 实验动物数量分析所有有实验动物均进入结果分析，实验流程见图1。

2.2 大体情况造模后3周，3组动物均存在肢体畸形现象，经观察足趾出现红肿，部分出现足底溃疡，但经大体观察无显著差异。但自体神经移植组的足趾红肿程度轻于其他2组，硅胶导管组和可降解神经导管组比较无明显差异。造模后6 周，3组足底溃疡均出现好转，自体神经移植组好转程度由于其他两组。造模后12周，3组足底溃疡基本愈合，且自体神经移植组越好情况最佳。人工神经贴附于一侧肌肉，表面出现完全血管化现象，包裹有结缔组织。
2.3 神经电生理结果硅胶导管组兔运动神经传导速度和混合肌肉动作电位波幅比自体神经移植组低(P < 0.05)，混合肌肉动作电位潜伏期比自体神经移植组长(P < 0.05)，而可降解神经导管组兔运动神经传导速度和混合肌肉动作电位波幅与自体神经移植组接近(P > 0.05)，而混合肌肉动作电位潜伏期比自体神经移植组长(P < 0.05)，且可降解神经导管组兔混合肌肉动作电位潜伏期与波幅与硅胶导管组差异有显著性意义(P < 0.05；表1)。

2.4 小腿三头肌肌肉湿质量恢复率硅胶导管组兔小腿三头肌肌肉湿质量恢复率低于自体神经移植组(P < 0.05)，而可降解神经导管组与自体神经移植组接近(P > 0.05；表2)。

2.5 移植神经组织学变化术后12周，透射电子显微镜观察发现自体神经移植组中存在大量呈均匀排列的有髓神经纤维；硅胶导管组中存在少量呈不均匀排列的髓神经纤维，少数神经纤维髓鞘呈现出轻度肿胀现象，且呈脱髓鞘变化；可降解神经导管组中可见大量分布不均匀的再生有髓神经纤维，在髓鞘厚度以及纤维直径方面也呈现出大小不等的情况，神经纤维间可见大量新生血管形成(图2)。
2.6 生物相容性硅胶导管和可降解神经导管生物相容性良好，未出现神经瘤。实验动物未出现不良反应。

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引言

材料方法

设计：随机对照动物实验。
时间及地点：实验于2015年2至5月在宜宾市第一人民医院完成。
材料：
动物：清洁级新西兰大白兔48只，雌雄各半，体质量约1.5 kg，由北京市实验动物技术有限公司提供，许可证号：SCXK(京)2008-004，饲养环境适宜，健康状况良好。实验经宜宾市第一人民医院伦理部门审核并批准。
实验材料：①医用硅胶管由深圳莱克斯软管有限公司提供，采用医用硅橡胶材料制成，医疗器械许可证号QS530104014216，长度10 mm，安全、无毒、生物相容性好。②可降解神经导管由上海天清生物材料有限公司提供，医疗器械许可证号国食药监械(进)字2010第3661932号，材料为聚醚酰胺聚合物，支撑编织层为镍钛合金，内衬聚四氟乙烯，导管的外表面有透明质酸亲水涂层，远端有两个不透射线标记，安全、无毒、生物相容性好，且具有良好的生物降解性能。

合成可生物降解材料神经导管修复周围神经损伤主要实验试剂和仪器：
试剂和材料	来源
戊巴比妥那	上海江莱生物科技有限公司
青霉素	杭州民生药业有限公司
多聚甲醛	上海蓝星聚甲醛有限公司
蔗糖	南昌雨露实验器材有限公司
PBS	上海双螺旋生物科技有限公司
多道肌电图仪	北京拜安吉科技有限公司
电子称	上海信衡电子有限公司
透射电子显微镜	三联兄弟生物医药研究(北京)有限公司

方法：
实验动物分组：将动物随机分为3组，自体神经移植组、硅胶导管组和可降解神经导管组，各16只。
构建周围神经损伤动物模型：利用戊巴比妥那对3组大白兔进行麻醉，待麻醉成功后切开动物右股后外侧肌间隙，将坐骨神经充分暴露，并切除10 mm坐骨神经，构建周围神经缺损模型。
自体神经神经的获取：自体神经组所使用的自体神经均取自自体坐骨神经，长10 mm。
神经修复：对3组动物分别利用不同的材料进行坐骨神经修复。自体神经组利用切取获得的10 mm自体神经，反转后对缺损神经予以桥接。硅胶管组和可降解神经导管组分别使用10 mm硅胶管和可降解神经导管对缺损坐骨神经进行桥接修复。修复过程中，将两神经断端套入导管中，深度达0.2 mm，并保留4-6 mm的间距。
大体观察：观察动物伤口、双下肢足底有无溃疡形成及愈合情况，取移植神经导管标本观察局部炎症粘连情况。
神经电生理检测：术后12周，采用肌电图仪，用特制镀银双极刺激电极，分别刺激3组神经移植体的近端和远端，将同轴单芯针电极刺入胫前肌肌腹中部作为记录电极，记录肌肉复合动作电位，并计算其波幅、潜伏期和运动神经传导速度。
三头肌湿质量恢复的检测：术后12周取各组大白兔实验侧整块小腿三头肌，放至电子称上称质量，并计算动物小腿三头肌肌肉湿质量恢复率。
组织学分析：神经移植体组织学观察。在移植后12周取大白兔3只，取各组大白兔再生坐骨神经中1/3段取材，固定、染色，透射电子显微镜检查。
主要观察指标：不同植入物修复周围神经损伤的效果。
统计学分析：数据以x±s表示。对研究所得数据利用SPSS 16.0软件进行处理，组间比较均行t 检验。P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

周围神经损伤的修复和重建是临床难题之一，多种原因会导致周围神经缺损的出现，临床对周围神经缺损患者进行治疗的时候，需要使用合适的材料进行神经缺损修复[24-27]。目前常用的神经导管材料取自自体组织、异体组织、天然材料、人工合成材料等，接入缺损部位起临时支架作用，近端轴突可沿导管生长至原来神经末梢处。具体的修复过程中，可以选择不同的修复材料，包括自体神经等^[28-31]。其中，自体神经进行修复是一种常用的方式，可以达到良好的修复效果^[32]。但自体神经修复容易对患者机体造成新的损伤，并在神经来源方面受到较大的限制^[33]。随着时代的发展，各种人工合成的材料开始被积极的应用对周围神经缺损患者的治疗之中^[5，34-37]。其中，硅胶导管是一种常用的材料，可以达到一定的神经修复效果，但材料不可降解，患者需要接受二次手术^[38-41]。近年组织工程化神经的应用研究为周围神经缺损治疗提供了一种新选择，合成生物可降解材料制成的神经导管则可以在术后随着时间的推移逐渐发生降解吸收，避免对患者造成二次损伤^[42-46]。随着神经修复的完成，神经导管在人体内可以实现完全降解吸收，避免二次手术给患者带来的痛苦和经济负担^[47]。合成生物可降解材神经导管的特点包括：①具有良好的生物相容性，不仅与接种细胞相容，还与回植体内其他周围组织相容^{[32，36，48-49]}。②具有良好的可降解性，降解后代谢物对机体无损害^{[20，28，50]}。③一定的力学强度和可塑性。④立体多孔结构。本实验结果显示，造模后3周，自体神经移植组的足趾红肿程度轻于其他2组，硅胶导管组和可降解神经导管组差异无显著性意义，表明可降解神经导管具有良好的生物相容性。周围神经受到损伤之后，在对神经修复效果进行评估之后，通过了解神经功能恢复情况，可以对神经再生的效果予以判断。本实验利用肌电图检测不同修复材料的混合肌肉动作电位测试结果。其中，神经干电活动传导速度等可以对神经传导性予以直接的反映^[51-53]。本实验结果显示，经肌电图检查，在混合肌肉动作电位测试中，自体神经移植组的运动神经传导速度显著优于和硅胶导管组；自体神经移植组的混合肌肉动作电位潜伏期显著优于硅胶导管组和可降解神经导管组；且硅胶导管组和可降解神经导管组差异有显著性意义；自体神经移植组的混合肌肉动作电位波幅显著优于硅胶导管组，但与可降解神经导管组差异无显著性意义，且硅胶导管组和可降解神经导管组差异有显著性意义。提示经可降解神经导管修复治疗，达到了与自体神经移植较为接近的神经修复效果，且效果显著优于硅胶导管。本实验结果还显示，自体神经移植组的肌肉湿质量恢复率最高，显著高于硅胶导管组，但与可降解神经导管组差异无显著性意义。表明可降解神经导管是一种种理想的神经修复材料，利用其进行周围神经缺损修复可以获得较好的神经再生效果^[40]。造模后12周经透射电子显微镜观察，发现自体神经移植组中存在大量呈均匀排列的有髓神经纤维，可降解神经导管组中可见大量分布不均匀的再生有髓神经纤维。表明经可降解神经导管修复，形成了新的神经纤维，达到了良好的神经修复效果^[54]。
综上所述，合成可生物降解材料神经导管在周围神经损伤修复中可以获得与自体神经较为接近的良好效果，具有一定的临床应用前景。