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研究文章

自体神经移植与多组神经转接治疗臂丛上干损伤的比较:大鼠模型研究

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DOI:

10.3791/69481

2026年3月27日

* These authors contributed equally

本文内容

摘要

通过建立采用神经移植或神经移位修复的根性左上干臂丛损伤大鼠模型,我们发现两组均获得了相似的肌力;而移植组动物表现出更优的运动协调性。

摘要

臂丛上干(C5-C6)损伤会导致肩关节外展和肘关节屈曲功能受损。对于近端残端保留的C5-C6神经断裂伤,神经移植(NG)仍是传统治疗方式。而在C5-C6神经根撕脱伤中,神经移位术(NT)是唯一可行的选择。目前国际公认的NT标准方案为三联移位术:副神经(SAN)移位至肩胛上神经(SSN)、Oberlin手术以及Leechavengvongs手术。近年来临床趋势显示,NT的适应证已扩展至神经根断裂的情况,其理论依据在于远端神经移位可显著缩短轴突再生距离。为实现直接比较,本研究建立了两种模拟上述临床策略的大鼠模型:1)神经移植模型,将C5-C6残端分别移植至肩胛上神经和上干;2)多组神经移位模型,包含上述三种移位手术。术后8周和16周评估功能恢复情况(Ochiai评分、Barth足错步测试和Terzis理毛实验)、电生理参数及再生的感觉神经轴突数量。术后8周时,两组间功能恢复结果无统计学差异。至16周时,尽管Ochiai评分与Terzis测试结果仍相当,但NG组在Barth测试中表现显著优于NT组。电生理方面,NT组在术后8周时肌皮神经、腋神经和肩胛上神经的恢复率均显著更优;然而至16周时,这些电生理优势已不再具有统计学意义。术后8周时,NG组在肌皮神经和腋神经中已再生出更多的感觉轴突,而肩胛上神经的轴突数量两组相近;至16周时,NG组在全部三条神经的感觉轴突数量上均超过NT组。本研究在大鼠C5-C6锐性横断模型中的发现表明,在术后16周内,神经移植在功能和电生理恢复方面与神经移位术相当,但在感觉功能及协调性运动功能的恢复上更具优势。然而,仍需更长期随访的研究以明确这些结果的临床转化价值。

引言

臂丛神经损伤通常分为上干损伤(C5–C6,可伴有或不伴有C7受累)、下干损伤(C8–T1)和全干损伤(C5–T1)。作用于头部与肩部的压迫力通常导致上干损伤。由于C5–C7神经根水平的椎间孔上横韧带可部分分散向上传导的创伤力,因此在椎间孔处发生这些神经根(尤其是C5)的撕裂并不罕见1。然而,严重的暴力仍可导致神经根撕脱,并可能累及下干。当上肢在水平面上受到强力牵拉时,以下干神经根撕脱为主;若力量更大,则可能发生全臂丛神经根撕脱。由于C8–T1神经根缺乏椎间孔上横韧带的保护,几乎所有创伤性下干损伤均为神经根撕脱2。因此,就神经根损伤模式而言,C5–C6神经根更易发生断裂,而C7–C8–T1神经根则更倾向于发生撕脱。这些病理解剖学特征对于选择合适的手术策略至关重要。

上干损伤的临床特征为肩关节外展和肘关节屈曲功能丧失。对于C5–C6神经根断裂但近端神经根残端仍具有活性的患者,传统治疗策略为神经移植(NG):通常采用腓肠神经自体移植,将残存的C5和C6神经根与上干的前、后股以及肩胛上神经相连接3。当C5和C6神经根发生撕脱伤时,神经移位术(NT)成为唯一的重建选择。目前全球多数医疗中心采用的手术方案结合了三种术式:副神经移位至肩胛上神经、尺神经一支束移位至肌皮神经的肌支(Oberlin手术),以及桡神经的肱三头肌长头支移位至腋神经的前支(L....

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方案

本方案已获复旦大学实验动物科学部动物福利与伦理委员会批准(批准号:2019 Huashan Hospital JS-008)。

大鼠模型的建立
左侧上干撕脱性损伤
室温维持在 23–25 °C。采用腹腔注射 1% 戊巴比妥钠(0.4 mL/100 g 体重)对 Sprague-Dawley 大鼠进行麻醉。麻醉诱导后,将大鼠仰卧位固定于手术板上,前肢外展 90° 离开躯干。剃除颈部、胸部、腋窝区域的毛发,仅在 NG 组动物中 additionally 剃除双侧后肢的毛发。使用聚维酮碘对皮肤进行消毒。从环状软骨至胸骨柄上缘做一条 3 cm 长的颈部正中切口。在手术显微镜下逐层分离皮下组织和深筋膜,暴露胸骨舌骨肌、胸锁乳突肌、胸大肌和胸小肌。使用无菌自制的回形针牵开器将这四块肌肉向两侧牵拉。牵开器的远端用橡皮筋固定在手术板上,调节张力以获得最佳术野暴露,同时保护颈内静脉。辨认前、中斜角肌,并暴露斜角肌间隙内的臂丛神经锁骨上段(图 1A)。在距 C5 和 C6 椎间孔远端 5 mm 处横断神经根,随后切除一段长约 5 mm 的神经节段,形成明确的缺损间隙(图 1B)。在 NT 组中,将 C5 和 C6 的近端残端缝合固定于邻近软组织,以防止再生的轴突进入远端通路。

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结果

术后第1天,NG组和NT组大鼠术肢的肩关节外展和肘关节屈曲功能均完全丧失;当动物被固定时,刺激其患侧前肢背侧,两组均未出现回缩或发声反应。术后8周时,两组动物肩关节和肘关节功能均有所改善,此时相同的刺激可引发回缩反应。至术后16周,功能进一步恢复,但仍不完全;当刺激前肢背侧时,NT组大鼠出现挣扎和吱叫,而NG组大鼠挣扎更为剧烈,并发出更响亮的尖叫声。

在8周和16周时,NG组与NT组的Ochiai评分无显著差异(均P > 0.05)。在2分钟测试中,8周时足部错误次数相似(P > 0.05);但在16周时,NG大鼠的错误次数显著少于NT大鼠(P < 0.05)。Terzis梳理行为评分在两个时间点均无统计学差异(均P > 0.05,表1)。

在8周时,神经移植组(NT)的肌皮神经(肱二头肌支)、腋神经(前支)和肩胛上神经的潜伏期延迟和波幅恢复率均显著优于神经导管组(NG)(均P < 0.05)。然而到16周时,这些电生理差异已消失(均P > 0.05,

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讨论

本研究的目的是验证我们的假设:与神经移位相比,采用残余神经根移植重建臂丛神经损伤的整体效果更优。将C5–C6神经断裂的成年大鼠分为两组:一组通过神经移植进行上干重建,另一组则通过副神经、桡神经的肱三头肌长头分支以及尺神经的一个束支进行神经移位。电生理学结果显示,神经移植组并未优于神经移位组;事实上,由于再生的轴突在神经移植过程中需跨越额外的吻合部位,移植组的早期恢复落后于移位组。然而,术后16周时,神经移植组大鼠在Barth足错步测试中的表现显著优于神经移位组。这些结果表明,尽管两种策略在肌肉力量恢复方面无明显差异,但神经移植后运动协调性的恢复优于神经移位。

在本研究中,采用了三种经典的动物行为学实验,以对大鼠模型的前肢整体功能进行综合评估。Ochiai评分主要用于评估肢体功能障碍对运动过程中步态模式和步幅长度的影响13。Barth脚错误测试通过量化患肢的异常运动,提供一个反映前肢近端肌肉功能的数值指标;该测试本质上是一种依赖感觉反馈的感-运动任务16。Terzis梳理测试则评估肩部上抬.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本研究由国家自然科学基金(编号:82201525,资助JS)资助。

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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
1× 柠檬酸抗原修复液 ServicebioG1219-1L
1× Tris-EDTA 抗原修复液(pH 8.0)ServicebioG1207-1L
1× Tris-EDTA 抗原修复液(pH 9.0)ServicebioG1218-1L
10-0 PROLENEJohnson&Johnson Med TechW2790
5-0 MERSILKJohnson&Johnson Med TechSA82G
Alexa Fluor 488 标记的山羊抗小鼠 IgG (H+L)ServicebioGB25301
抗160 kDa 神经丝蛋白中等链小鼠单克隆抗体ServicebioGB12763-100
抗胆碱乙酰转移酶兔多克隆抗体ServicebioGB11070-1-100
抗荧光淬灭剂涂层试剂ServicebioG1401
牛血清白蛋白ServicebioGC305010-5g
ChATServicebioGB11070-1
Cy3 标记的山羊抗兔 IgG (H+L)ServicebioGB21303
DAPIServicebioG1012-10
包埋机GET Electronics (Hui ZHOU) Co., Ltd.JB-P5
荧光显微镜NikonEclipse C1
四通道肌电图仪DantesDT440
G*PowerHeinrich Heine University Düsseldorf3.1.9.7
高速相机控制器NikonDS-U3
ImageJNational Institutes of Health1.8.0
显微外科器械宁波成和微器械厂6804
微波炉GalanzP70D20TL-P4
手术显微镜上海医用光学仪器厂SXP-1B
移液器Eppendorf100221588457
PrismGraphPad Software10.1.2
轮转式切片机LeicaRM2016
扫描仪EpsonV300
Sprague Dawley 大鼠上海斯贝福实验动物有限公司OR-1001
组织自发荧光淬灭剂ServicebioG1221-5ML
组织标记笔‌Gene TechGT1001

重印与许可

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