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方法文章

乙醇诱导的颈交感神经节阻滞在利用人工神经促进犬下牙槽神经再生中的应用

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DOI:

10.3791/58039

2018年11月30日

本文内容

摘要

我们评估了颈交感神经节阻滞对使用人工神经导管进行神经修复的影响。在雄性比格犬的左侧下牙槽神经上植入人工神经导管,以桥接10 mm的缺损;通过侧胸切开术注射99.5%乙醇,阻滞左侧颈交感神经节。

摘要

聚乙醇酸胶原(PGA-C)管是一种可生物吸收的神经导管,内部填充有多腔结构的胶原材料,由多层薄胶原膜构成。在治疗下牙槽神经(IAN)损伤时,使用此类导管已获得良好的临床效果。利用PGA-C管实现成功神经再生的关键因素之一是周围组织的血液供应。颈交感神经节阻滞(CSGB)可在头颈部区域产生交感神经阻断作用,从而增加该区域的血流量。为了确保充分的治疗效果,需每日使用局部麻醉药进行一至两次阻滞,持续数周;这在建立用于研究该技术的动物模型时带来了挑战。为克服这一局限性,我们建立了一种乙醇诱导的CSGB犬模型,以实现口面部区域长期血流增加。我们检测了该模型是否能够增强通过PGA-C管植入促进的IAN再生。14只比格犬均在左侧IAN缺损处植入PGA-C管,桥接10 mm的神经缺损。IAN位于下颌管内,周围为骨组织,因此我们选用压电外科技术(利用超声波)进行骨组织处理,以最大程度降低神经和血管损伤的风险。该手术方法取得了良好的外科效果。术后一周,其中7只犬通过乙醇注射接受左侧CSGB。乙醇诱导的CSGB显著改善了神经再生效果,表明血流增加能有效促进IAN缺损中的神经再生。该犬模型可为CSGB长期效应的进一步研究提供重要支持。

引言

在许多情况下,下牙槽神经(IAN)的创伤性损伤属于医源性损伤,常由第三磨牙拔除或牙种植体植入引起1,2,3。IAN损伤可导致温度觉和触觉减退,并引发感觉异常、感觉迟钝、感觉减退以及异常性疼痛。神经损伤的治疗不仅包括保守疗法,还包括缝合和自体移植等其他方法。然而,这些方法存在局限性,常表现为症状无明显改善以及供区出现神经功能缺陷4,5,6

人工神经——聚乙醇酸-胶原蛋白(PGA-C)导管最初在日本开发。它是一种生物可吸收导管,其内腔填充有海绵状胶原蛋白7。在动物实验中,该导管被用于促进腓神经缺损比格犬的神经再生,并显示出比自体神经移植更高的恢复水平8。自2002年起,PGA-C导管开始应用于外周神经损伤患者的临床治疗。此外,在三叉神经病变(下牙槽神经和舌神经)的治疗中也取得了良好的临床效果9,10....

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方案

本研究遵循动物护理与使用指导原则,并经京都大学动物研究委员会(日本京都;授权编号:R-16-16)批准。所有努力均旨在尽量减少动物痛苦,本报告的各个部分均遵守ARRIVE(动物研究:in Vivo 实验报告)指南。

1. PGA-C 管的制备

  1. 使用可吸收性聚乙醇酸(PGA)管材,通过配备48个锭子和5根PGA纤维(由26根单丝组成的束)的管状编织机制备人工神经导管(图118
  2. 为使PGA管表面具有亲水性,需对其进行等离子体放电处理。
  3. 使用1% v/w的无端胶原(atelocollagen)盐酸溶液7
    注:无端胶原通过酶处理从猪皮中提取,并经过病毒检测。其主要成分为I型(70–80%)和III型胶原蛋白,具体比例在其他文献中有详细描述7。将1 g胶原溶解于100 mL盐酸溶液(pH = 3.0)中配制胶原溶液。由于盐酸溶液的密度约为1.0,因此胶原的w/w浓度接近1%。
  4. 通过将管材反复浸入1%胶原盐酸溶液中(每次5秒),在其表面涂覆多层胶原。
    1. 浸涂后,在室温下的洁净工作台上干燥管材。待管材完全干燥后(空气干燥约需6小时)再进行下一次浸涂....

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结果

我们观察到,在左侧星状神经节阻滞术(CSGB)后1周,阻滞侧面部皮肤温度升高(图8)。

重建术后3个月,重建区域的PGA-C管已吸收,在仅重建组和重建+CSGB组中均观察到下牙槽神经的再生(图9A,B18

在重建+CSGB组和仅重建组的两侧重建侧均可测得SNAP。电生理评估结果总结于表118。重建+CSGB组的恢复指数和SCV显著高于仅重建组。

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讨论

我们提出了一种利用可生物吸收的神经导管联合乙醇诱导的颈上神经节阻滞(CSGB)促进下牙槽神经(IAN)再生的有效方法。本研究选用犬作为实验动物,因为其他动物模型(如小鼠、大鼠和兔子)寿命较短且体型较小,无法用于实施精确的外科手术操作。由于下牙槽神经位于下颌管内并被骨组织包绕,因此在进行神经重建时必须采用特定的外科技术,以避免损伤神经和血管。该手术的一项关键技术要点是应仔细去除下颌骨骨板,以最大程度降低神经和血管损伤的风险。传统的钻头和微型锯无法区分硬组织与软组织21。此外,这些工具在操作过程中容易滑脱,可能意外接触并损伤邻近组织,尤其是下牙槽神经22。因此,我们在骨组织处理步骤中采用了压电外科设备。这是一种新型且创新的骨外科技术,利用特制手术刀片的超声微振动进行操作。因此,即使切割尖端意外接触软组织,也不会造成损伤23,24。频率为24–29 kHz、振幅为60–200 µm/s的微振动最适合切割弹性矿化组织,同时保护弹性软组.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本工作得到了京都大学前沿医学科学研究所人工生物器官部门的支持。我们感谢前沿医学科学研究所的兽医工作人员。

....

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
NMP 胶原蛋白 PSNippon Meatpackers301-84621通过酶处理从小猪皮肤中提取的端肽缺失型胶原蛋白
外科剪毛器Roboz 外科器械公司RC-5903
一次性手术刀(No.15)Kai 医疗219ABBZX00073000
VarioSurg3NakanishiVS3-LED-HPSC, E1133用于骨组织处理的压电外科设备
4-0 尼龙缝线Ethicon8881H
8-0 尼龙缝线Ethicon2775G
依替米星硫酸盐Nichi-Iko620005641
一次性手术刀(No.10)Kai 医疗219ABBZX00073000
30 号针头Nipro1134
1-0 可吸收缝线EthiconJ347H
3-0 尼龙缝线Ethicon8872H
Neo ThermoNEC AvioTVS-700红外热成像 
Neuropack ΣNIHON KOHDENMEB-5504顺向传导记录仪,用于电生理记录
甲苯胺蓝Sigma-AldrichT3260-5G
光学显微镜KeyenceBZ-9000
鼠抗人神经丝蛋白单克隆抗体DAKON1591
兔抗 S100 多克隆抗体DAKOZ0311
透射电子显微镜日立高新技术公司日立 H-7000
Dynamic cell countKeyenceBZ-H1C用于形态学评估的软件

参考文献

  1. Al-Sabbagh, M., Okeson, J. P., Bertoli, E., Medynski, D. C., Khalaf, M. W. Persistent pain and neurosensory disturbance after dental implant surgery: prevention and treatment. Dental Clinics of North America. 59 (1), 143-156 (2015).
  2. Chaushu, G., Taicher, S., Halamish-Shani, T., Givol, N.

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重印与许可

标签

乙醇诱导的CSGB聚乙醇酸胶原管压电外科手术犬神经重建神经组织工程口腔面部神经病变治疗人工神经导管交感神经阻滞血流