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慢性神经卡压(Chronic nerve compression,CNC)是周围神经损伤的一种常见形式,常导致神经性支配区的疼痛、麻木、肌肉萎缩和运动功能障碍。临床确诊的CNC患者,90%为腕管综合征(Carpal tunnel syndrome,CTS),每年影响全球4.9%至7.1%的人口。由于CTS影响到中年活跃工作者,它与大量的医疗保健费用和经济负担有关。例如,在美国,与CTS相关的年度总成本超过20亿美元。手术能够精准的解除卡压,缓解症状、恢复功能。但术中出血、神经及周围组织损伤等不可避免导致神经粘连及瘢痕形成,严重者导致复发。神经卡压术后,如何对卡压神经加以保护,最大限度地减轻其继发性损害,尽快恢复其传导功能,仍是目前尚未解决的难题。通过对神经结构、恢复机制及粘连原因的深入研究,探索了很多防止神经粘连、促进神经恢复的方法和材料。羊膜是羊膜腔内表面的一层薄膜,来源充足,无血管、淋巴及神经的膜性结构,免疫原性低,富含胶原蛋白和弹性蛋白以及多种生长因子可以抑制炎性反应,减少瘢痕形成,改善微环境,促进神经修复,其独有的结构及性质使其成为理想的生物材料。课题组在临床应用中发现羊膜降解较快,机械强度低,抗挤压能力较差,易撕裂,无法为神经的修复支撑起足够的空间。为克服上述羊膜材料的局限性,需要引入其他材料来发挥羊膜材料的巨大潜能。本课题将生物羊膜,通过静电纺丝技术,在羊膜两个表面静电纺聚己内酯(polycaprolactone,PCL)纳米纤维,制备静电纺聚己内酯(PCL)-羊膜纳米纤维膜,使羊膜强度更大、体内存留时间延长,支撑起神经恢复的再生室,为松解后的神经恢复提供有力保障。本课题随访验证慢性神经卡压松解术预防神经粘连的有效性,并建立大鼠坐骨神经慢性卡压模型评估PCL-羊膜防治神经粘连及促进修复的效果。本研究发现:1.腕管综合征切开松解术应用几丁糖预防正中神经粘连治疗后,运动功能握力、捏力均明显增加,感觉功能两点辨别觉也明显恢复,BCTQ及DASH量表评分均明显改善,恢复工作时间明显缩短,达到了满意的效果。2.PCL-羊膜能够有效阻止巨噬细胞的侵袭,减轻炎性反应,抑制COL-I、COL-III合成,减少纤维蛋白的沉积,能够保护神经免受疤痕组织侵犯,预防神经与周围组织粘连。3.PCL-羊膜可为慢性卡压松解后的坐骨神经支撑起相对稳定微环境,通过释放NGF、BDNF、NT-3、GDNF、CNTF等生物活性物质,经纳米纤维膜的孔隙扩散至卡压部位,提高NGF、GAP-43表达,促进神经的修复与再生,获得良好的治疗效果。PCL纳米纤维膜作为内层,通过其适度的亲水性和光滑性来维持神经及肌腱的滑动。本课题利用静电纺丝技术构建PCL-羊膜纳米纤维膜,増强了羊膜的机械强度,延长了羊膜在体内的作用时间,减轻了炎性反应,抑制COL-I、COL-III合成,减少了纤维蛋白的沉积,预防神经粘连。而且能为松解后神经支撑起相对稳定微环境,缓释多种生长因子促进了神经的恢复,为解决松解后神经粘连及恢复这一临床难题提供了新的治疗策略,具有广阔的应用前景。第一部分预防腕管综合征手术正中神经粘连的临床研究目的:周围神经卡压(Chronic nerve compression,CNC)如腕管综合征是手外科常见病、多发病。术后神经粘连及瘢痕形成是导致复发的常见原因,迄今为止无有效的方法解决。本研究探讨在腕管切开正中神经松解术(OCTR)中联合应用几丁糖预防正中神经粘连,在改善患者临床症状方面是否比单独OCTR更有效。方法:本研究收集来自于河北医科大学第三医院、河北省沧州中西医结合医院共61例腕管综合征患者。根据术中是否应用几丁糖,分为对照组和实验组。分别于术前及术后1、3、6个月对患者进行评估,通过记录术后柱状痛发生率及术后恢复工作的时间,测量患肢握力、捏力值及示指远节指腹两点辨别觉,填写BCTQ及DASH量表,评估OCTR中联合应用几丁糖预防正中神经粘连的临床效果。结果:实验组术后恢复工作的时间短于对照组,各时间点握力、捏力值大于对照组,两点辨别觉小于对照组,BCTQ评分低于对照组,差异有统计学意义;实验组术后柱状痛发生率及术后第1个月DASH评分与对照组相比差异均无统计学意义,其余时间点DASH评分低于对照组,差异有统计学意义。小结:在OCTR中联合应用几丁糖预防正中神经粘连,经随访证实患者运动功能握力、捏力均明显增加,感觉功能两点辨别觉也明显恢复,BCTQ及DASH量表评分均明显改善,恢复工作时间明显缩短,达到了满意的效果。第二部分静电纺聚己内酯(PCL)-羊膜纳米纤维膜抑制神经松解后COL-I、Ⅲ合成预防粘连的实验研究目的:神经松解术后粘连及瘢痕形成是导致复发的常见原因,本章的研究目的是将仿静电纺聚己内酯(PCL)-羊膜纳米纤维膜应用于大鼠坐骨神经慢性卡压模型,明确其防止粘连的效果。方法:本实验按照Mackinnon法制备大鼠坐骨神经卡压模型,4周后行坐骨神经松解术,随机分为对照组、几丁糖组、PCL-羊膜组。术后2、4、8、12周行大体观察、切取卡压段神经行组织学观察,并通过Western-Blot测定I型和Ⅲ型胶原含量。结果:通过对松解后坐骨神经的大体观察对比发现,随着时间的延长粘连逐渐加重,12周时,PCL-羊膜组静电纺丝羊膜部分吸收,神经与周围组织粘连较疏松,易钝性分离。几丁糖组几丁糖完全吸收,神经与周围组织粘连较广泛,不易钝性分离。对照组与周围组织粘连广泛而致密,钝性分离困难。组织学观察PCL-羊膜组各时间点CD68阳性的总活化的巨噬细胞及CCR7阳性的促炎性M1巨噬细胞均少于几丁糖组及对照组。术后各时间点Ⅰ、Ⅲ型胶原相对含量PCL-羊膜组低于几丁糖组,几丁糖组低于对照组,3组结果组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。小结:在大鼠坐骨神经慢性卡压模型中,PCL-羊膜有效阻止了巨噬细胞的侵袭,减轻了炎性反应,抑制了COL-I、COL-III合成,减少了纤维蛋白的沉积,能够保护神经免受疤痕组织侵犯,预防神经与周围组织粘连。为解决神经松解术后粘连这一临床难题提供了理论依据和动物实验基础。第三部分静电纺聚己内酯(PCL)-羊膜纳米纤维膜促进神经松解后NGF、GAP-43表达加快修复的实验研究目的:神经松解术后,如何对松解后的神经加以保护,尽快恢复其传导功能,仍是目前尚未解决的难题。本章的研究目的是将仿静电纺聚己内酯(PCL)-羊膜纳米纤维膜应用于大鼠坐骨神经慢性卡压模型,明确其促进神经恢复的效果。方法:选用成年雄性SD大鼠(河北医科大学实验动物中心提供)96只,随机分为PCL-羊膜组、几丁糖组、对照组,每组32只。按照Mackinnon法制备大鼠坐骨神经慢性卡压模型,4周后验证造模成功行坐骨神经松解术,PCL-羊膜组神经卡压处应用PCL-羊膜包裹,几丁糖组应用医用几丁糖凝胶包裹,对照组不做任何处理,术后进行大体及组织学观察以及腓肠肌湿重比以及肌束面积比、热板试验、坐骨神经功能指数和RT-PCR检测NGF及GAP-43 m RNA表达。结果:大体及透射电镜观察显示:PCL-羊膜组与对照组相比术后神经充血水肿轻,与周围组织粘连疏松,炎性反应小,髓鞘厚度厚,轴突直径更大;与几丁糖组相比术后2、4周差别不大,术后8、12周PCL-羊膜组神经粘连更轻,髓鞘厚度更厚,神经恢复更好;神经电生理检测显示:PCL-羊膜组与对照组组相比神经波幅更高,传导速度更快,术后2、4周与几丁糖组比较无明显差异,术后8、12周PCL-羊膜组比几丁糖组神经波幅更高,传导速度更快,差异有统计学意义(P<0.05);免疫组化结果显示:神经中S-100蛋白表达PCL-羊膜组明显多于几丁糖组及对照组;腓肠肌湿重比及肌束面积比PCL-羊膜组>几丁糖组>对照组(P<0.05);热板试验结果显示:大鼠对热刺激的潜伏期随时间延长逐渐缩短,各时间点PCL-羊膜组明显短于对照组,术后4周以后PCL-羊膜组潜伏期短于几丁糖组(P<0.05);RT-PCR结果显示:坐骨神经中NGF及GAP-43 m RNA表达相对含量羊膜组羊膜组>几丁糖组>对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。小结:在大鼠坐骨神经慢性卡压模型中,PCL-羊膜可为慢性卡压松解后的坐骨神经支撑起相对稳定微环境,通过释放NGF、BDNF、NT-3、GDNF、CNTF等生物活性物质,经纳米纤维膜的孔隙扩散至卡压部位,提高NGF、GAP-43表达,促进神经的修复与再生,获得良好的治疗效果。为解决神经松解术后粘连这一临床难题提供了新的治疗策略,具有广阔的应用前景。