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周围神经损伤是临床上常见的疾病,周围神经损伤后神经再生修复由多种细胞、细胞因子参与并调控。既往的研究主要关注如何促进周围神经再生,而对神经再生抑制因素研究较少。神经损伤部位神经周围及神经内瘢痕组织是抑制神经再生的主要因素,瘢痕组织不仅影响神经纤维再生的速度,而且使神经纤维穿过损伤部位的数量减少。通过对神经结构和再生机制深入研究,探索了抑制瘢痕组织形成及促进周围神经再生的方法。羊膜是一种生物性的半透膜,具有丰富的胶原蛋白、层粘连蛋白、蛋白聚糖及多种细胞生长因子等成分,羊膜具有抗炎、抗纤维化及促进组织再生的特性。我们采用改良手术切口联合羊膜治疗腕管综合征(carpal tunnel syndrome,CTS),发现此手术方案促进了患肢功能恢复,减少了并发症的发生。在临床应用过程中发现羊膜易撕裂、机械强度差,抗挤压能力差,降解速度快等不足。为克服羊膜材料的不足,需要引入其他材料来提高羊膜材料的物理性能。聚己内酯(Polycaprolactone,PCL)是一种无毒的生物可降解材料,具有良好的生物相容性,已经广泛应用于皮肤重建、骨组织工程、药物支架、肌腱粘连的预防及周围神经修复的研究。PCL纳米纤维支架具有良好的生物相容性,纤维支架促进雪旺细胞增殖、定向迁移,同时促进雪旺细胞表达髓鞘碱性蛋白。为此,本课题组制备了一种羊膜/PCL纳米纤维复合膜,用其包裹大鼠坐骨神经急性损伤修复部位,评价羊膜/PCL纳米纤维复合膜抑制神经瘢痕形成,促进神经再生的效果。本研究发现:改良手术切口联合羊膜治疗中重度CTS,术后6个月,患肢握力和捏力明显提高,波士顿腕管量表的症状严重程度评分(boston carpal tunnel questionnaire symptom severity score,BCTQ-SSS)及波士顿腕管量表的功能状态评分(boston carpal tunnel questionnaire functional status score,BCTQ-FSS)明显改善,患肢功能恢复良好,且伤口瘢痕疼痛和柱状痛发生率显著减少。羊膜/PCL纳米纤维复合膜修复大鼠坐骨神经损伤,减轻了神经修复部位的巨噬细胞浸润,促进了巨噬细胞向M2巨噬细胞极化,抑制了促炎细胞因子白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)基因表达,促进了抗炎细胞因子白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10)和(interleukin-13,IL-13)基因表达;抑制了胶原蛋白在神经修复部位的沉积。羊膜/PCL纳米纤维复合膜缓慢释放转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,b FGF)、血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)和神经生长因子(nerve growth factor,NGF)等细胞因子。这些细胞因子通过PCL纳米纤维膜的孔隙结构不断扩散至神经修复部位,促进了雪旺细胞增殖及迁移;增加了轴突穿过修复部位的数量,促进轴突髓鞘化。本课题构建的羊膜/PCL纳米纤维复合膜提高了羊膜的机械强度,降低了羊膜降解速度,而且保留了羊膜的生物活性物质。采用羊膜/PCL纳米纤维复合膜包裹神经损伤部位,构建神经再生室,为神经修复提供良好的微环境,不仅抑制神经瘢痕组织形成,而且促进周围神经再生及患肢功能恢复。本课题研究结果为促进神经再生提供了新的治疗方法,为其临床应用提供了可靠的理论依据和良好的技术支持。第一部分改良切口联合羊膜治疗中重度腕管综合征的临床疗效目的:为减少CTS手术治疗的并发症,促进正中神经功能恢复,采用改良切口切断腕横韧带松解正中神经,冻干羊膜包裹正中神经病变部位,评价此手术方法治疗中重度CTS的临床疗效。方法:本研究收集河北医科大学第三医院64名中重度CTS患者。根据手术方式分为改良切口联合羊膜治疗组(A组)32例和传统切口组(B组)32例。术前、术后3个月及术后6个月对患肢进行功能评估。通过BCTQ-SSS和BCTQ-FSS评分、手术切口长度、手术时间、握力、捏力及柱状痛和伤口瘢痕疼痛发生率,评估改良切口联合羊膜治疗中重度CTS的临床效果。结果:术后3个月和6个月,A组患者BCTQ-SSS评分均低于B组,差异具有统计学意义(P<0.01,P<0.01)。术后3个月和6个月,A组患者BCTQ-FSS评分均低于B组,差异具有统计学意义(P<0.01,P<0.01)。A组及B组患者BCTQ-SSS评分和BCTQ-FSS评分随时间均呈下降趋势,A组的下降趋势更明显。A组的手术时间明显短于B组,差异具有统计学意义(P<0.01)。A组患者的手术切口长度明显短于B组,差异存在统计学意义(P<0.01))。A组患者重返工作岗位的时间短于B组,差异存在统计学意义(P<0.01)。术后6个月,A组患者的握力高于B组,差异存在统计学意义(P<0.01)。A组患者的捏力高于B组,差异存在统计学意义(P<0.01)。A组无柱状痛和伤口瘢痕疼痛,B组伤口瘢痕疼痛和柱状痛的患者数量分别为2例(6.3%)和3例(9.4%)。结论:采用改良手术切口联合羊膜治疗中重度CTS,此手术方式具有手术时间短,手术伤口小,术后握力和捏力明显提高,伤口瘢痕疼痛和柱状痛发生率减少,BCTQ-SSS及BCTQ-FSS评分明显减低,患肢功能恢复良好。第二部分羊膜/PCL纳米纤维复合膜对周围神经修复中巨噬细胞极化和瘢痕形成的影响目的:周围神经修复部位的神经周围及神经内瘢痕组织是影响神经纤维再生的重要因素,不仅限制了再生轴突的生长速度,而且限制了再生轴突的数量;巨噬细胞在周围神经损伤修复中也发挥了重要作用。本课题采用羊膜/PCL纳米纤维复合膜包裹大鼠坐骨神经急性损伤修复部位,探索其对神经瘢痕形成和巨噬细胞极化的影响。方法:新鲜羊膜经冷冻干燥处理制备冻干羊膜,采用静电纺丝技术在羊膜两个表面纺织PCL纳米纤维,制备成羊膜/PCL纳米纤维复合膜。选取成年雄性SD大鼠40只,随机分为羊膜/PCL纳米纤维复合膜组(n=20)和对照组(n=20)。建立大鼠坐骨神经急性损伤模型,A组:行坐骨神经断端外膜缝合,B组:先行坐骨神经断端外膜缝合,然后用羊膜/PCL纳米纤维复合膜包裹坐骨神经修复部位。术后4周行大体观察、坐骨神经修复部位行组织学观察,RT-PCR检测神经组织中细胞因子(IL-6、TNF-α、IL-10及IL-13)基因表达的相对含量。结果:术后4周,羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的坐骨神经周围粘连较对照组轻,易于分离,纳米纤维膜的表面光滑。羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的坐骨神经周围粘连分级评分低于对照组(P<0.05)。羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的坐骨神经内巨噬细胞数量明显少于对照组(P<0.05),羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的坐骨神经内M2巨噬细胞数量显著高于M1巨噬细胞数量(P<0.05),对照组的坐骨神经内M1巨噬细胞数量显著高于M2巨噬细胞数量(P<0.05)。羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的坐骨神经内胶原染色面积比例明显低于对照组(P<0.05)。在羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的坐骨神经修复部位的促炎细胞因子IL-6和TNF-α基因表达的相对含量显著低于对照组(P<0.05,P<0.05)。在羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的坐骨神经修复部位的抗炎细胞因子IL-10和IL-13基因表达的相对含量显著高于对照组(P<0.05,P<0.05)。结论:羊膜/PCL纳米纤维复合膜克服了羊膜质脆,机械强度低及降解速度快等缺点,保存了羊膜的生物特性。采用羊膜/PCL纳米纤维复合膜包裹坐骨神经修复部位,阻止瘢痕组织形成,促进巨噬细胞极化为M2,抑制炎症因子的表达,增强抗炎细胞因子的表达,从而促进神经再生和神经功能恢复。第三部分羊膜/PCL纳米纤维复合膜促进周围神经再生的实验研究目的:周围神经损伤后神经再生机制复杂和神经再生速度慢,失神经支配的骨骼肌出现不同程度的肌肉萎缩。本研究采用羊膜/PCL纳米纤维复合膜包裹坐骨神经修复部位,探讨羊膜/PCL纳米纤维复合膜对周围神经再生的影响。方法:选取成年雄性SD大鼠48只,随机分为羊膜/PCL纳米纤维复合膜组(n=24)和对照组(n=24)。建立大鼠坐骨神经急性损伤模型,A组:行坐骨神经断端外膜缝合,B组:先行坐骨神经断端外膜缝合,然后用羊膜/PCL纳米纤维复合膜包裹坐骨神经修复部位。术后4、8、12和16周,行坐骨神经及腓肠肌组织学观察、坐骨神经指数(sciatic functional index,SFI)评估、神经电生理检测及腓肠肌湿重比的评估。结果:术后8周、12周和16周,羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的SFI值均显著大于对照组(P<0.05)。术后4周,在羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的髓鞘化轴突密度显著高于对照组(P<0.05)。羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的有髓神经纤维平均直径显著大于对照组(P<0.05)。羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的髓鞘平均厚度明显高于对照组(P<0.05)。术后12周及16周,羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的坐骨神经复合肌肉动作电位(compound muscle action potential,CMAP)波幅显著高于对照组(P<0.05)。术后12周,羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的坐骨神经末端运动潜伏期(distal motor latency,DML)明显低于对照组(P<0.05)。术后16周,羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的DML低于对照组,但差异无统计学意义(P>0.05)。术后16周,羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的腓肠肌湿重恢复率高于对照组(P<0.05)。术后16周,羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的腓肠肌肌纤维横截面积(cross sectional area,CSA)大于对照组(P<0.05)。术后16周,羊膜/PCL纳米纤维复合膜的髓鞘化轴突密度显著高于对照组(P<0.05)。羊膜/PCL纳米纤维复合膜组的有髓神经纤维平均直径和髓鞘平均厚度显著大于对照组。结论:羊膜/PCL纳米纤维复合膜促进雪旺细胞增殖及迁移,促进轴突再生,使更多的神经纤维通过神经修复部位,促进轴突髓鞘化,从而促进了神经功能的恢复。为促进神经再生提供了新的治疗方法,为临床上治疗周围神经损伤提供了理论基础和技术支持。