Der Verlust der motorischen Funktion nach einer traumatischen peripheren Nervenverletzung hat einen signifikanten Einfluss auf die Lebensqualität und den sozioökonomischen Status der Patienten1,2,3. Die Prognose dieser Patientenpopulation bleibt aufgrund minimaler Verbesserungen der Operationstechniken im Laufe der Jahre schlecht4. Die direkte, spannungsfreie Epineuralreparatur bildet die chirurgische Rekonstruktion nach Goldstandard. In Fällen mit ausgedehnten Nervenlücken hat sich jedoch die Interposition eines autologen Nerventransplantats als überlegen erwiesen5,6. Die damit verbundene Morbidität an der Spenderstelle und die begrenzte Verfügbarkeit von autologen Nerventransplantaten haben die Notwendigkeit alternativer Techniken erforderlich erklärt7,8.
Experimentelle Tiermodelle wurden verwendet, um den Mechanismus der peripheren Nervenregeneration aufzuklären und die Ergebnisse einer Vielzahl von rekonstruktiven und pharmakologischen Behandlungsmöglichkeiten zu bewerten8,9. Das Ischiasnervenmodell der Ratte ist das am häufigsten verwendete Tiermodell10. Ihre geringe Größe macht sie einfach zu handhaben und zu beherbergen. Aufgrund ihres superlativen neuroregenerativen Potenzials kann die verminderte Zeit zwischen Intervention und Bewertung der Ergebnisse zu relativ niedrigeren Kosten führen11,12. Weitere Vorteile seiner Verwendung sind morphologische Ähnlichkeiten mit menschlichen Nervenfasern und die hohe Anzahl vergleichender/historischer Studien13. Letzteres sollte zwar vorsichtig angegangen werden, da eine Vielzahl unterschiedlicher Ergebnismessungen zwischen den Studien den Vergleich der Ergebnisse erschwert14,15,16,17,18.
Die Ergebnismessungen zur Beurteilung der Nervenregeneration reichen von der Elektrophysiologie bis zur Histomorphometrie, aber diese Methoden implizieren eine Korrelation, messen aber nicht unbedingt direkt die Rückkehr der motorischen Funktion14,15. Regenerierende Nervenfasern stellen möglicherweise keine geeigneten Verbindungen her, was zu einer Überschätzung der Anzahl der funktionellen Verbindungen führen kann14,15,19,20. Die beste und klinisch relevanteste Messung zum Nachweis der korrekten Reinnervation von Endorganen bleibt die Beurteilung der Muskelfunktion21,22,23. Die Erstellung von Werkzeugen zur Bewertung der motorischen Funktion für Tiermodelle ist jedoch eine Herausforderung. Medinaceli et al. beschrieben erstmals die Walking-Track-Analyse, die seitdem die am häufigsten verwendete Methode zur Bewertung der funktionellen Erholung in experimentellenperipherenNervenstudienist 21,24,25,26,27,28. Die Walking-Track-Analyse quantifiziert den Ischiasfunktionsindex (SFI) basierend auf Messungen von Pfotenabdrücken von gehenden Ratten21,29. Wesentliche Einschränkungen der Laufweganalyse, wie Zehenkontrakturen, Autoverstümmelung, Verschmieren des Drucks und schlechte Korrelation mit anderen Messungen der Reinnervation, haben die Verwendung anderer Parameter zur Quantifizierung der funktionellen Erholungerforderlich 30,31.
In früheren Studien an Lewis-Ratten32 und neuseeländischen Kaninchen33haben wir die isometrische Tetanic Force (ITF)-Messung für den Tibialis anterior (TA) Muskel validiert und ihre Wirksamkeit bei der Bewertung der Muskelregeneration nach verschiedenen Arten der Nervenreparatur34,35,36,37,38,39nachgewiesen . Der TA-Muskel ist wegen seiner relativ großen Größe, Innervation durch den peronealen Ast des Ischiasnervs und gut aufgeklärten biochemischen Eigenschaften gut geeignet40,41,42,43. Wenn die Muskellänge (Vorspannkraft) und die elektrischen Parameter optimiert werden, bietet die ITF eine Side-to-Side-Variabilität von 4,4% bzw. 7,5% bei Ratten32 bzw. Kaninchen33.
Dieser Artikel enthält ein detailliertes Protokoll der ITF-Messung im Ischiasnervmodell der Ratte, einschließlich einer gründlichen Beschreibung der notwendigen präoperativen Planung, des chirurgischen Ansatzes und der Dissektion des gemeinsamen Peronealnervs und der distalen TA-Muskelsehne. Anhand vorgegebener Werte für die Reizintensität und -dauer wird die optimale Muskellänge und Reizpulsfrequenz definiert. Mit diesen vier Parametern kann die ITF anschließend konsistent und genau gemessen werden.