2.1  实验动物数量分析  参加实验大鼠60只，全部进入结果分析，中途无脱落。 

2.2  各组大鼠坐骨神经电生理测定结果  见表1。正常对照组波幅值、运动传导速度值大于自体神经移植组、化学去细胞异体神经移植组、化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组，差异有显著性意义(P < 0.05)；化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组波幅值、运动传导速度值与自体神经移植组差异无显著性意义(P > 0.05)；化学去细胞异体神经移植组波幅值、运动传导速度值小于自体神经移植组与化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组(P < 0.05)。



2.3  各组大鼠坐骨神经拉伸实验结果  见表2。自体神经移植组、化学去细胞异体神经移植组、化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组拉伸弹性限度载荷、弹性限度应力、弹性限度应变、最大载荷、最大应力、最大应变小于正常对照组，差异有显著性意义(P < 0.05)。化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组上述指标大于化学去细胞异体神经移植组(P < 0.05)。自体神经移植组与化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组差异不显著(P > 0.05)。



2.4  各组大鼠坐骨神经试样应力-应变曲线  计算机拟合出各组大鼠坐骨神经应力-应变曲线，见图2。

2.5  各组大鼠坐骨神经拉伸应力-应变函数关系表达式  由实验得出的各组动物坐骨神经拉伸应力、应变数据，按参考文献[23]以最小二乘法建立各组坐骨神经试样应力-应变函数关系表达式。

正常对照组：σ(ε)=1.841 e⁵-6.557 e⁴+45.124 e³-6.427 e²+1.548

自体神经移植组：σ(ε)=10.621 e⁵-38.785 e⁴+19.398 e³-6.361 e²+1.387

化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组：σ(ε)=9.759 e⁵+35.710 e⁴-41.579 e³+5.063 e²+1.512

化学去细胞异体神经移植组：σ(ε)=8.793 e⁵-29.367 e⁴+38.348 e³+6.306 e²+1.419

国内外学者对周围神经损伤修复等进行了大量的研 究^[1-13]，自体神经移植被认为是周围神经损伤修复的“金标准”^[14]，但自体神经移植需要取自体神经，给患者造成痛苦，故异体神经移植具有强大的发展空间^[14]，但单纯应用异体神经进行移植会因为免疫排斥反应导致移植失败^[15]。因此，许多学者对异体神经进行脱细胞处理后再进行移植治疗^[16-18]，例如许扬滨等^[16]用自体源许旺细胞或骨髓间充质干细胞作为种子细胞，与去细胞同种异体神经构建组织工程化外周神经修复猕猴4 cm尺神经缺损，均能取得与自体神经移植相近的效果；XIANG等^[18]采用脱细胞神经联合神经干细胞修复大鼠坐骨神经缺损，术后12周大鼠患侧的坐骨神经功能指数优于单纯脱细胞神经组。

目前有一些关于脱细胞周围神经的生物力学研究，例如马信龙等^[19]对不同方法脱细胞后的周围神经进行了单向拉伸实验研究，结果显示以化学方法脱细胞处理后更适合于治疗周围神经损伤；杨召等^[20]以机械振荡、TritonX-100、低渗、脱氧胆酸钠等方法制备脱细胞坐骨神经，研究发现其力学特性好，免疫原性低。以往的研究均未涉及化学方法去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植修复坐骨神经损伤的生物力学特性分析^[19-20]，坐骨神经拉伸力学性能指标是评估坐骨神经损伤修复效果的重要指标之一，因此有必要对自体神经移植、化学去细胞异体神经移植、化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植后坐骨神经的拉伸力学性能进行对比分析。假设脱细胞异体坐骨神经移植后拉伸力学特性可能会发生改变，脱细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞治疗后可能会在一定程度恢复其拉伸力学性能指标，为验证上述假设，对化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植、自体神经移植、脱细胞异体神经移植治疗后的坐骨神经进行拉伸力学性能实验、电生理检测，评估化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植治疗坐骨神经损伤的效果。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

1.1  设计  动物体外对比实验。

1.2  时间及地点  实验于2018年1至6月在吉林大学力学实验室完成。

1.3  材料

1.3.1  实验动物  5月龄雌性SD大鼠60只，体质量248- 251 g，购于长春高新医学动物实验中心，许可证号SCXK(吉)2003-0004。

1.3.2  实验细胞  大鼠骨髓间充质干细胞购自美国Sciencell公司(圣地亚哥市，加利福尼亚州，美国)。

1.3.3  实验材料、仪器  MODEL55100电子万能自动控制试验机(长春试验机研究所)；NeuroExam M-800型肌电图仪(珠海市迈康科技有限公司)；ZC-X-8A型手术显微镜(镇江市卓创医疗科技有限公司)；CGH-3型读数显微镜(长春市第三光学仪器公司)；无创9-0尼龙缝合线(山东省菏泽市单县海迪科生物技术有限公司)。

1.4  方法

1.4.1  化学去细胞异体神经制备  随机取15只SD大鼠双侧坐骨神经采用化学方法去细胞处理。大鼠腹腔注射10%水合氯醛注射液(3 mL/kg)麻醉，以手术刀在大鼠左侧股后部正中切开至皮下组织，分离半膜肌、半腱肌，暴露坐骨神经并游离，在梨状肌下缘3 mm处切取左、右两侧坐骨神经各15根，共30根。以CGH-3型读数显微镜测量试样的几何尺寸，试样长30 mm、直径1.46-1.49 mm。

将取出的坐骨神经进行去细胞处理，在ZC-X-8A型手术显微镜下清除坐骨神经结缔组织、脂肪、神经外膜，置于-80 ℃冰箱保存6 h，取出大鼠坐骨神经，在室温下于PBS中复水^[21]，按SONDELL法^[22]处理：①将大鼠坐骨神经浸于蒸馏水中1.5 h；②放入0.3% TritonX-100萃取1.5 h；③蒸馏水清洗3次；④放入0.4%脱氧胆酸钠溶液萃取1.5 h；⑤蒸馏水清洗3次；⑥放入无菌(pH=7.4)PBS溶液中，于真空环境下⁶⁰Co辐照(辐照剂量为25 kGy)12 h灭菌，置于冰箱保存待用。

1.4.2  实验动物分组  将剩余45只SD大鼠随机分为自体神经移植组、化学去细胞异体神经移植组、化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组，每组15只，在以上3组大鼠中随机取15只大鼠右侧坐骨神经为正常对照组。

1.4.3  坐骨神经损伤动物模型制备  经10%水合氯醛腹腔注射麻醉(6 mL/kg)，沿大鼠左侧股后部正中切口切到皮下组织，分离半腱肌、半膜肌，暴露右侧坐骨神经，于梨状肌下缘3 mm处切除坐骨神经10 mm，制备10 mm坐骨神经损伤模型。

1.4.4  坐骨神经移植  坐骨神经损伤动物模型制备完成后即刻进行坐骨神经移植：①化学去细胞异体神经移植：在ZC-X-8A型手术显微镜下，将化学去细胞异体神经翻转缝合，以无创9-0尼龙缝合线沿外膜缝合两断端坐骨神经，各缝合4针；②自体神经移植：在ZC-X-8A型手术显微镜下，将于梨状肌下缘3 mm处切下来的自体坐骨神经翻转缝合，以无创9-0尼龙缝合线沿神经外膜缝合两断端坐骨神经，各缝合4针；③化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植：在ZC-X-8A型手术显微镜下，将化学去细胞异体神经翻转缝合，以无创9-0尼龙缝合线沿神经外膜缝合两断端，各缝合4针，严格按使用说明书将大鼠骨髓间充质干细胞  1 mL(约5×10⁵个)注入去细胞异体神经导管内。各组大鼠以庆大霉素冲洗伤口后分层关闭切口。每天早、晚通过大鼠腹腔注射1×10⁴ U/kg青霉素，连续注射7 d，每天以体积分数为75%乙醇消毒大鼠皮肤切口1次，连续7 d。

1.4.5  各组大鼠电生理检测  术后20周，以NeuroExam M-800型肌电图仪对各组大鼠坐骨神经进行电生理检测，10%水合氯醛(400 mg/kg)腹腔注射麻醉后，消毒术野，使动物俯卧位，暴露左、右侧坐骨神经干，将鳄鱼夹夹在伤口边缘皮肤上作为地线，将肌电图仪的同芯针电极刺入大鼠比目鱼肌肌腹内用作记录电极(M)，将平行刺激电极分别置于坐骨神经吻合口近侧远坐骨神经分支处(D)及坐骨结节水平吻合口(P)，给予电流为50 mA进行刺激，诱发出动作电位波幅及潜伏期，由肌电图仪自动显示，测量两刺激电极间的距离，输入肌电图仪，可自动显示出运动神经传导速度。

1.4.6  取材  各组大鼠坐骨神经电生理检测后，以10%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠，在神经吻合处的中点取各组大鼠实验侧坐骨神经长度约20 mm，每组各取20个试样，随机取实验各组大鼠右侧坐骨神经20个试样做为正常对照组，坐骨神经试样取出后，在麻醉状态下以断头法处死动物。

1.4.7  各组大鼠坐骨神经单向拉伸实验  按参考文献[23-25]的预调处理方法分别对每个坐骨神经试样进行预调。实验环境温度为23 ℃，分别将每个坐骨神经试样安装到试验机拉伸夹头中，以1.5 mm/min的增加速度对坐骨神经试样施加拉伸载荷，实验结束后计算机自动输出试样的拉伸力学性能结果。拉伸实验照片见图1。

1.5  主要观察指标  最大应力、最大应变、弹性限度应变、弹性限度应力、波幅值、运动传导速度值。

电生理检测对损害程度、损害部位的判断和治疗效果的评价具有重要的价值^[24-25]。各组大鼠坐骨神经电生理检测结果表明，化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组波幅值、运动传导速度值与自体神经移植组差异不显著(P > 0.05)；化学去细胞异体神经移植组波幅值、运动传导速度值小于自体神经移植组与化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组(P < 0.05)。电生理检测结果证明，化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植修复坐骨神经损伤动物模型具有一定的疗效。

各组大鼠坐骨神经拉伸实验结果表明，化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组坐骨神经试样拉伸弹性限度应力、弹性限度应变、最大应力、最大应变值大于化学去细胞异体神经移植组(P < 0.05)。化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组与自体神经移植组差异不显著(P > 0.05)，提示化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植具有恢复动物神经拉伸力学性能指标的作用。

植入体内的神经移植物除了要给细胞留有足够的空间，还要求移植物移植到体内后结构和形状不改变，为移植到体内的细胞提供支撑，以抵抗外力的作用，因此要求神经移植物应具有一定的韧性、强度、弹性。实验结果显示，化学去细胞处理后的异体神经拉伸力学特性发生了改变，而化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植后其拉伸力学特性得到了一定的恢复，与所期望的结果相符。

化学去细胞同种异体神经是一种免疫原性低、具有三维空间结构的新型神经移植材料，可以促进轴突再生，引导宿主许旺细胞迁移，正在逐渐成为理想的替代自体神经移植的材料^[26-27]。骨髓间充质干细胞是理想的促进周围神经再生的干细胞，其能向神经细胞分化，调节许旺细胞分泌神经营养因子，并替代凋亡的神经细胞^[28-31]。骨髓间充质干细胞亚群可以表达β-神经生长因子、脑源性神经生长因子、神经细胞黏附分子、轴突导向分子、神经突诱导神经递质受体和分子^[32]；骨髓间充质干细胞具有促进周围神经和中枢神经再生的作用^[32-35]，这些研究为骨髓间充质干细胞恢复坐骨神经损伤提供了有力的依据。

该研究以最小二乘法建立的各组大鼠坐骨神经应力-应变函数关系表达式有利于阐明各组大鼠坐骨神经的拉伸力学特性。实验结果表明，骨髓间充质干细胞植入后提高了脱细胞异体神经移植的效果，其力学性质也得到改善。

由于受实验大鼠个体间差异的影响和实验大鼠样本量的限制等，对实验数据造成一定的离散，但对坐骨神经损伤移植的修复效果评估还是有一定意义的。

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文题释义：#br# 生物力学：是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支，其研究范围从生物整体到系统、器官(包括血液、体液、脏器、骨骼等)，从鸟飞、鱼游、鞭毛和纤毛运动到植物体液的输运等。生物力学的基础是能量守恒、动量定律、质量守恒定律并加上描写物性的本构方程。生物力学研究的重点是与生理学、医学有关的力学问题。依研究对象的不同可分为生物流体力学、生物固体力学和运动生物力学等。#br# 周围神经研究热点和发展趋势：周围神经损伤的治疗已经取得了突破性的进展，但由于周围神经走行长、结构复杂、功能多样，损伤后其自身和靶器官会发生改变，而且是动态的、有时间效应的改变，因此以整体统一的理念研究周围神经损伤是今后研究重点。如何将基础研究与临床相结合，最终实现成果转化服务于患者，是研究者们的努力方向。国内外学者对自体神经损伤移植替代材料的研究从未间断过。随着组织工程和生物力学的发展，同种异体神经和人工神经已逐渐应用于临床，去细胞神经移植物也已取得了很好的临床效果。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

化学去细胞同种异体神经是一种免疫原性低、具有三维空间结构的新型神经移植材料，可以促进轴突再生，引导宿主许旺细胞迁移，正在逐渐成为理想的替代自体神经移植的材料。骨髓间充质干细胞是理想的促进周围神经再生的干细胞，其能向神经细胞分化，调节许旺细胞分泌神经营养因子，并替代凋亡的神经细胞；骨髓间充质干细胞亚群可以表达β-神经生长因子、脑源性神经生长因子、神经细胞黏附分子、轴突导向分子、神经突诱导神经递质受体和分子；骨髓间充质干细胞具有促进周围神经和中枢神经再生的作用，这些研究为骨髓间充质干细胞恢复坐骨神经损伤提供了有力的依据。

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