利用压电免疫传感器快速鉴别脊神经前后根再行硬膜外精确吻合重建人工反射弧治疗脊髓损伤后膀胱功能障碍

来源 :南京医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cqy2002
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神经源性膀胱、尿道功能障碍是一类因神经病变或者损伤引起的膀胱和(或)尿道的排尿功能障碍性疾病,严重创伤所致的脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是其常见的原因。目前为止,神经源性膀胱功能障碍常导致尿路感染和肾功能衰竭等严重并发症,已成为脊髓损伤后患者的第一位死因。数十年来,国内外学者为改善神经源性的膀胱功能障碍进行了长期的探索,包括药物治疗、康复锻炼、膀胱造口及膀胱神经再支配等,其中近年来,随着人工反射弧的发展,给神经源性膀胱功能障碍患者带来了新的曙光,然而目前的人工反射弧的有效率仍不够理想,究其原因主要有两方面,一是在人工反射弧重建中胸、腰段脊神经前根-骶神经前根能否准确鉴别并进行吻合吻合,二是目前的人工反射弧的重建都是在硬膜内进行神经吻合,术后脑脊液漏、感染等并发症多。目前快速、准确鉴别周围神经性质仍是世界性难题,现有的鉴别方法如解剖结构法,电刺激法,同位素法,免疫组化及近红外光谱法等,由于检测精确性低、耗时长、操作发杂、费用昂贵等原因限制了其在术中的应用。脊神经属周围神经,前根为运动支,后根为感觉支,两者内均含有乙酰胆碱酯酶(AchE),虽然前根中的AchE含量明显高于后根,但含量都极微量,传统方法如免疫组化和ELISA,虽可鉴别,但耗时长,无法在术中快速、准确鉴别。石英晶体微量天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)是一种新型高精度谐振式测量仪器,测量精度高(纳克级别)、速度快(10分钟左右),而压电免疫传感器是一种基于QCM的免疫传感器,我们借用压电免疫传感器快速、准确鉴别脊神经前根、后根中的乙酰胆碱酯酶含量,并依次鉴别脊神经前根与后根。我们将犬的脊神经前根、后根取出,切成1-2mm片段,浸泡于250ul的磷酸盐溶液(PBS)中,利用预先固定有AchE单克隆抗体的传感器芯片检测该溶液的AchE含量,当含有AchE的样品经过芯片表面时,AchE可与芯片表面的AchE单克隆抗体特异性结合,引起芯片质量变化,进而导致芯片谐振频率变化,质量变化越多,谐振频率变化越大。在我们的实验中,神经根前、后根均能够引起传感器芯片谐振频率的改变,且前根明显高于后根,故可以根据谐振频率的变化值鉴别脊神经的前、后根,整个鉴别过程大约10min。而操作过程中涉及的牛血清白蛋白(BSA)和PBS缓冲液则不能引起石英晶体芯片谐振频率的明显改变。因此压电免疫传感器很有潜力作为一种快速、准确、灵敏度高的检测工具应用于临床实践中鉴别周围神经性质。在人工反射弧重建的方法上,为了避免硬膜内神经移植术中脊柱后方骨性结构的过多破坏、术后脑脊液漏及降低术后感染的风险等手术弊端,我们探讨在硬膜外进行神经吻合的可能性。实验中,我们利用10只beagle犬进行腰骶部解剖测量,观察椎管内、硬膜外段脊神经根的解剖学特点,测量L6-骶3节段椎管内、硬膜腔外的脊神经根长度和上位神经根硬膜囊出口至骶2或骶3脊神经根硬膜囊出口处的距离,并通过免疫组化染色观察、计算L6-骶3脊神经前根中神经纤维和运动神经纤维的数量。结果显示,椎管内、硬膜外段脊神经在后根膨大神经节之前是可以在显微镜下分离和鉴别的,且通常脊神经前根走行在相应脊神经后根的腹侧;比较椎管内、硬膜外段脊神经的长度与上位脊神经硬膜囊出口至骶2或骶3硬膜囊出口处的距离,我们发现骶1前根和部分腰7前根可以与骶2前根行无张力吻合,腰6前根及部分腰7前根需借助桥接神经与骶2前根行无张力吻合;神经纤维和运动神经纤维数量都是从腰6至骶3递减,故而行腰6~骶1脊神经根与骶2或骶3脊神经根吻合时,供支的神经纤维数量能够满足神经移植的要求。在上述研究基础上,我们在硬膜外利用骶1前根与骶2前根吻合,保留完整的骶1、骶2后根,建立“躯体神经-脊髓中枢-膀胱”人工反射弧beagle犬模型16只,饲养12个月后,在腰1-腰2平面横断脊髓,造成圆锥上脊髓损伤模型,继续饲养3个月,期间3只beagle犬死亡,存活13只。二次手术时由于瘢痕粘连原因,分离骶1——骶2前根吻合口时,3只beagle犬未能分离出吻合的神经,另外发现有2只beagle犬骶1——骶2前根吻合处未能愈合,最终8只beagle犬模型获得满意结果,在脊髓横断前刺激对照侧的骶2脊神经后根,膀胱逼尿肌压平均为30.75±4.86cmH2O,膀胱顺应性平均为29.5±7.25ml/cmH20,残余尿量平均为46.62±9.79ml。在实验侧骶1——骶2脊神经前根吻合12个月后,脊髓横断之前,电刺激实验侧骶1脊神经后根,膀胱逼尿肌压平均为21.75±4.69cmH2O,膀胱顺应性平均为22.43±6.68ml/cmmH2O,残余尿量平均为51.56±13.02ml;而在脊髓横断3个月后,同样的电刺激实验侧骶1脊神经后根时,膀胱逼尿肌压平均为20.5±4.63cmH2O,膀胱顺应性平均为21.81±3.35ml/cmH2O,残余尿量平均为67.12±19.30ml。以上结果我们可以看出,与实验前的对照侧相比,在硬膜囊外骶1—骶2脊神经前根移位建立的人工排尿反射弧的相关实验参数膀胱逼尿肌压、膀胱顺应性及残余尿量虽然不及正常对照侧,且差异具有统计学意义(P<0.05),但结果显示膀胱功能均有所改善。
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