Elk jaar worden miljoenen mensen getroffen door zenuwletsel waarbij zowel het perifere zenuwstelsel (PNS) als het centrale zenuwstelsel (CZS) betrokken zijn1. Studies hebben aangetoond dat de axonale herstelcapaciteit van het CZS vrij beperkt is na zenuwletsel, terwijl het PNS een verhoogde capaciteit vertoont vanwege de aanzienlijke plasticiteit van SC's2. Desalniettemin blijft het bereiken van volledige regeneratie na perifere zenuwbeschadigingen moeilijk en blijft het een aanzienlijke uitdaging vormen voor de menselijke gezondheid 3,4. Tegenwoordig zijn autotransplantaten een veel voorkomende behandeling gebleven, ondanks de nadelen van morbiditeit op de donorplaats en de beperkte beschikbaarheid5. Deze situatie heeft onderzoekers ertoe aangezet om alternatieve therapieën te onderzoeken, waaronder materialen6, moleculaire factoren7 en elektrische stimulatie (ES). Als een factor die axonale groei en zenuwregeneratiebevordert 8, wordt het kiezen van een geschikte ES-methode en het onderzoeken van de relatie tussen ES en SC's essentieel.
SC's zijn de belangrijkste gliacellen van het PNS en spelen een cruciale rol bij de regeneratie van het PNS 9,10. Na perifere zenuwbeschadigingen ondergaan SC's een snelle activering, uitgebreide herprogrammering2 en overgang van een myelinevormende toestand naar een groeiondersteunende morfologie om de regeneratie van de zenuw uit te voeren2. Een substantiële proliferatie van SC's vindt plaats aan het distale uiteinde van de gewonde zenuw, terwijl SC's van de distale stomp proliferatie en rek ondergaan om de band van Bungner te vormen, die nodig zijn om axonen te begeleiden om naar het doelorgaante groeien 11. Bovendien migreren SC's van de proximale en distale zenuwstompen naar de zenuwbrug om SC-koorden te vormen die de regeneratie van axonen bevorderen12. Bovendien hebben eerdere studies aangetoond dat de synthese en secretie van relevante factoren die verband houden met SC's veranderen in gevallen van perifere zenuwregeneratie, waaronder transcriptiefactoren13, neurotrofe factoren14 en myelinisatieregulatoren13. Dit levert ook indicatoren op voor het beoordelen van de activiteit van SC's. Op basis hiervan is de bevordering van SC-proliferatie, migratie, synthese en secretie van relevante factoren uitgebreid onderzocht voor het verbeteren van de regeneratie van perifere zenuwen15.
Eerdere studies hebben de mogelijkheid aangetoond om ES te gebruiken voor zenuwregeneratie1. Een algemeen aanvaarde verklaring is dat ES depolarisatie van celmembranen kan induceren, membraanpotentiaal kan veranderen en membraaneiwitfuncties kan beïnvloeden door de ladingsverdelingen op deze biomoleculen te veranderen. Het op grote schaal toegepaste Intense PEF kan echter ernstige pijn, onwillekeurige spiersamentrekkingen en hartfibrillatieveroorzaken8. Het verhoogt ook de activiteit van creatinekinase (CK), vermindert de spierkracht en induceert de ontwikkeling van vertraagde spierpijn (DOMS)16. nsPEF is een opkomende techniek die proefpersonen stimuleert met elektrische velden met een hoge spanning binnen een pulsduur van een nanoseconde, en het wordt geleidelijk gebruikt in onderzoek op cellulair niveau17,18. Eerdere studies hebben gemeld dat de mogelijke reden van nsPEF die celproliferatie en organelactiviteit bevordert, de vorming van membraannanoporiën en de activering van ionische kanalen is, wat leidt tot een toename van de cytoplasmatische Ca2+-concentratie19. nsPEF maakt gebruik van pulskrachttechnologie om het celmembraan op te laden en pulsen te produceren die worden gekenmerkt door een korte duur, snelle stijgtimum, hoog vermogen en lage energiedichtheid20. Deze kenmerken suggereren dat nsPEF een voorkeursmodus kan zijn met minimale stimulatiebijwerkingen8. Bovendien biedt nsPEF voordelen zoals minimaal invasieve procedures, omkeerbaarheid, aanpasbaarheid en niet-destructiviteit van neurale weefsels in vergelijking met chirurgische ingrepen. Een van de belangrijkste onderzoeksrichtingen van nsPEF op biomedisch gebied is de toepassing ervan voor ablatie van tumorweefsel met behulp van hoogenergetische elektrische veldstimulatie 21,22,23. Sommige onderzoeksresultaten geven aan dat 12-nsPEF perifere zenuwen kan stimuleren zonder schade aan te richten24. Op dit moment is er echter beperkt bewijs met betrekking tot de toepassing van nsPEF op het gebied van zenuwregeneratie. Bovendien is het stimuleren van SC's met behulp van nsPEF een baanbrekende poging, die bijdraagt aan verder in vivo en klinisch onderzoek. Deze studie onderzoekt of nsPEF-stimulatie van SC's zenuwregeneratie kan bevorderen en een betrouwbare basis kan bieden voor daaropvolgend diepgaand en systematisch onderzoek.