פגיעה עצבית היקפית טראומטית (TPNI) היא גורם שכיח לתחלואה לאחר טראומה אורטופדית 1,2,3. מדי שנה, כ-3% מחולי הטראומה סובלים מפגיעה עצבית 1,4, בשכיחות של 3,50,000 מקרים5, וכתוצאה מכך 50,000 תיקונים כירורגיים6. TPNIs מתרחשים בטווח רחב של חומרה, וההתאוששות התפקודית תלויה ישירות בסוג ובחומרת הפציעות הללו 7,8,9. טראומה פחות חמורה (למשל, ריסוק קל, חתך לא שלם וכו') תפגע תחילה במעטפת המיאלין ובאקסונים, בעוד שכוחות חמורים יותר (למשל, ריסוק חמור, חתכים מלאים וכו') ישבשו את רקמות עצב החיבור; לדוגמה, האנדונויריום, הפרינוריום והאפינוריום בנוסף למיאלין ולאקסונים 1,10. חולים עם TPNI מקווים שתפקוד העצבים יחזור בסופו של דבר, וניוון השרירים יתהפך. עשרות שנים של מחקר לא סיפקו טיפולים מדויקים כדי לשפר או להבטיח החלמה מלאה למרות ההתקדמות בהליכי הטיפול11,12.
חתכים עצביים לא יחלימו ללא תיקון כירורגי, המבוצע לרוב תחת המיקרוסקופ. תיקונים מבוצעים בדרך כלל מקצה לקצה, תוך מאמץ להבטיח שאתר התיקון לא יהיה במתח. השתלת עצב משמשת כדי להבטיח שהתיקונים יהיו ללא מתח13,14. למרות השיטות המתקדמות לכאורה המשמשות בתיקונים אלה, התאוששות תפקודית בדרך כלל אינה מרשימה11,12. השיקום לרוב אינו שלם ולא מספק. ההתאוששות התפקודית האופטימלית דורשת אקסונים מתחדשים כדי לחצות את אתר הפגיעה (גשר העצבים) ולעצב את איבר המטרה. תהליכים אלה מסובכים על ידי כיוון שגוי אקסונלי או עיכוב גדילה, וכתוצאה מכך ניוון שרירים ובסופו של דבר כישלון להתאושש 15,16,17,18. הוכח כי תוצאות תפקודיות לאחר תיקון עצבי (למשל, תפירה מקצה לקצה, איזוגרפטינג וכו') תלויות בדיוק של מיקום פאסיקולרי19,20. כיווניות נכונה של גדמי העצב העוברים והמעגלים שלהם היא אפוא קריטית בתיקון עצבי, שבלעדיו ניתן לצפות להתאוששות תפקודית לקויה גם עם התחדשות אקסונלית אופטימלית. תיקון תפרים מיקרוכירורגי עצמו הוא תהליך טראומטי, ומעט התרחש במונחים של שיטות חדשות לשיפור התוצאות באופן דרסטי. התחום חסר מודלים של בעלי חיים הניתנים לשחזור עצבים, מה שמביא לפערים צפויים המאפשרים מדידות התאוששות אמינות ברמה התפקודית והרקמתית. שיטות כאלה, אם קיימות, יאפשרו אפיון של התחדשות עצבית ללא הבעיות של שינויים משתנים בכלי הדם העצביים וניוון לאחר ניתוק עצבים 21,22. קבוצות רבות משתדלות להשתמש במודלים טובים יותר המגבילים סוג זה של שונות. דרך אחת היא להבטיח שתיקוני עצבים יעברו מניפולציה מינימלית, וגדמי העצבים יהיו מנוגדים לחלוטין.
זה מושג בצורה הטובה ביותר על ידי שימוש בטכניקת חתך עצבים היקפית סטנדרטית הנקראת חיתוך מדורג ודבק פיברין (STG). התיקונים בדגם STG זה מאובטחים באמצעות דבק פיברין, ומרחקי הרווח מתוקננים וממוזעריםל-21,22. דבק פיברין עצמו משמש בבני אדם לתיקונים אלה, ככל הנראה מאותן סיבות, יחד עם השפעותיו המועילות על היווצרות צלקות לאחר התיקון23,24. המפתח לשיטה הנוכחית הוא שתיקון העצבים מתחיל לפני השלמת הקרע, מה שמבטיח דפוס פציעה קבוע. שיטה נוכחית זו הראתה מכנה משותף הדוק לפתופיזיולוגיה האופיינית של חתך עצבים עם התפירה האפינורלית בתקן הזהב, וההשפעה השלילית של דבק פיברין לא נצפתה על התחדשות העצבים. תיקון חתך העצב הסיאטי עם דבק פיברין בעכברים משפר את התארכות האקסון בהשוואה להתחדשות עצבית מוקדמת באמצעות תפירה, וממצאים אלה עולים בקנה אחד עם STG. STG נהנה גם מעקרון המניפולציה המינימלית, שבו לעולם לא נוגעים בעצב למיקום תפר21. זה למעשה מתקנן את הטראומה העצבית הקשורה לתיקון במודל. עקרונות דומים שימשו לחקירת חוסר יישור על ידי היפוך העצב לפני הדבקת22. זה איפשר השוואה ישירה של פגיעות עצביות שבהן כמעט אותה כמות של מניפולציה תרמה להבדלים ביישור ללא הגדלת הפער או הטראומה. זה הקל על בחינה ישירה של השפעת היישור על שינויים נוירו-וסקולריים הנגרמים על ידי פגיעה עצבית21,22, ניוון שרירים21,22 והתאוששות תפקודית21,22. החקירה הנוכחית היא כל מה שמאפשר לחקור גדמי עצב לא מיושרים בכוונה ובדייקנות.
רוב העצבים ב-TPNI אינם מנותקים, אין להם פער או פגם, ונראה שהם מסוגלים להתאושש, ובכל זאת ברבים מהמקרים הללו, הגפיים נשארות לא מתפקדות לצמיתות מפגיעות עצביות והתערבויות מבולבלות. TPNIs ניסיוניים מבוצעים בדרך כלל על פציעות ריסוק עצב סיאטי של מכרסמים (SNCIs) באמצעות נהגי מחט נעילה (NDs), מלקחיים או מכשירים דומים, ומנתח מנוסה ליצירת פציעת ריסוק מדויקת וניתנת לשחזור 25,26,27,28,29,30. מודלים של בעלי חיים SNCI תלויים בדיוק מפעיל מולד כדי להגביל את שינוי הלחץ, אך זה אף פעם לא נמדד במפורש. התוצאה היא שונות בין בעלי חיים למחקרים, ללא הנחיות ברורות לגבי הלחץ המתוקנן. לפיכך, צפוי כי היכולת לספק ולדווח במדויק על סדרה קוהרנטית ומדויקת של פציעות בעוצמות ידועות שונות עשויה להועיל לתחום ה-TPNI. מודל מושלם יכול לספק SNCI של חומרת פגיעה עצבית ידועה לכל בעל חיים על ידי כל מעבדה או חוקר לצורך מחקר אותנטי ושכפול מכשירים. כדי לטפל במחסור זה, נבנה מכשיר דיגיטלי מכויל ייחודי המכיל נגד רגיש לכוח (FSR), המיומן בדיווח על הלחץ (בזמן אמת) המופעל על עצב. לאחר מכן נבדק מכשיר זה לשכפול של לחצי פציעות ריסוק שונים המופעלים על ידי סוגים שונים של מלקחיים ו-NDs31.
לבסוף, פותחה שיטה ספציפית לטיפול בפערים בעצב32. פערי העצבים בספרות מושרים על ידי הסרת קטע עצב ולאחר מכן תיקונו בחזרה לפגם 13,33,34. המניפולציה הנדרשת להליך כירורגי זה מורכבת לרוב עם תפירה, וגדמי העצב נסוגים באופן משתנה 21,32,34. הוא התבסס על ההיגיון שבאמצעות שתלי עצב איזוגניים גדולים מדי, נסיגת גדם העצב לעולם לא תהווה בעיה32. השיטה דרשה ניתוח בו זמנית בשניים או שלושה בעלי חיים בבת אחת, תוך לקיחת שתל של 7 מ"מ לתוך פגם של 5 מ"מ שנגרם בבעל חיים אחר. גודל הפגם של החיה השנייה שימש לאחר מכן להשתלת פגם קטן עוד יותר בבעל חיים אחר במידת הצורך. זה הביא לשיטה מקיפה לניתוח בו זמנית להשתלת פגמים בעצבים תורמים שתמיד גדולים יותר מהפגם העצבי כדי להבטיח תיקון ללא מתח. בשילוב עם הדרישה למניפולציה מינימלית, זה מציע דרך לחקור את אורך השתל ישירות בבעלי חיים סינגניים ללא פערי שתל אסימטריים שנמצאים בכל מקום בספרות 20,32,34.