Utrata funkcji motorycznych po urazowym uszkodzeniu nerwów obwodowych ma znaczący wpływ na jakość życia i status społeczno-ekonomiczny pacjentów1,2,3. Rokowanie w tej populacji pacjentów pozostaje złe ze względu na minimalną poprawę technik chirurgicznych na przestrzeni lat4. Bezpośrednia, beznapięciowa naprawa epineuralna typu end-to-end stanowi złoty standard rekonstrukcji chirurgicznej. Jednak w przypadkach z rozszerzonymi przerwami nerwowymi wstawienie autologicznego przeszczepu nerwu okazało się lepsze5,6. Związana z tym zachorowalność w miejscu dawczym i ograniczona dostępność autologicznych przeszczepów nerwów wymusiły potrzebę stosowania alternatywnych technik7,8.
Eksperymentalne modele zwierzęce zostały wykorzystane do wyjaśnienia mechanizmu regeneracji nerwów obwodowych i oceny wyników różnych opcji leczenia rekonstrukcyjnego i farmakologicznego8,9. Model nerwu kulszowego szczura jest najczęściej używanym modelem zwierzęcym10. Ich niewielki rozmiar sprawia, że są łatwe w obsłudze i przechowywaniu. Ze względu na ich doskonały potencjał neuroregeneracyjny, skrócony czas między interwencją a oceną wyników może skutkować stosunkowo niższymi kosztami11,12. Inne zalety jego stosowania to podobieństwa morfologiczne do ludzkich włókien nerwowych oraz duża liczba badań porównawczych/historycznych13. Chociaż do tego ostatniego należy podchodzić ostrożnie, ponieważ duża różnorodność różnych miar wyników między badaniami utrudnia porównywanie wyników14,15,16,17,18.
Miary wyników do oceny regeneracji nerwów obejmują zakres od elektrofizjologii do histomorfometrii, ale te metody sugerują korelację, ale niekoniecznie bezpośrednio mierzą powrót funkcji motorycznych14,15. Regenerujące się włókna nerwowe mogą nie tworzyć odpowiednich połączeń, co może powodować przeszacowanie liczby funkcjonalnych połączeń14,15,19,20. Najlepszym i klinicznie najbardziej odpowiednim pomiarem wykazującym prawidłowe unerwienie narządów końcowych pozostaje ocena funkcji mięśni21,22,23. Tworzenie narzędzi do oceny funkcji motorycznych dla modeli zwierzęcych jest jednak wyzwaniem. Medinaceli i wsp. jako pierwsi opisali analizę ścieżki spacerowej, która od tego czasu jest najczęściej stosowaną metodą oceny odzyskiwania funkcjonalnego w eksperymentalnych badaniach nerwów obwodowych21,24,25,26,27,28. Analiza ścieżki chodzenia określa ilościowo wskaźnik funkcjonalny rwy kulszowej (SFI) na podstawie pomiarów odcisków łap chodzących szczurów21,29. Główne ograniczenia analizy ścieżki spacerowej, takie jak przykurcze palców u stóp, samookaleczenie, rozmazywanie odcisku i słaba korelacja z innymi miarami reinerwacji, wymusiły użycie innych parametrów do ilościowego określenia funkcjonalnej odbudowy30,31.
W poprzednich badaniach na szczurach Lewisa32 i królikach nowozelandzkich33, zweryfikowaliśmy pomiar izometrycznej siły tężcowej (ITF) dla mięśnia piszczelowego przedniego (TA) i wykazaliśmy jego skuteczność w ocenie regeneracji mięśni po różnych typach naprawy nerwów34,35,36,37,38,39. Mięsień TA jest dobrze dopasowany ze względu na stosunkowo duży rozmiar, unerwienie przez gałąź strzałkową nerwu kulszowego i dobrze wyjaśnione właściwości biochemiczne40,41,42,43. Gdy długość mięśni (siła napięcia wstępnego) i parametry elektryczne są zoptymalizowane, ITF zapewnia zmienność na boki na poziomie 4,4% i 7,5% odpowiednio u szczurów32 i rabbits33.
Ten artykuł zawiera szczegółowy protokół pomiaru ITF w modelu nerwu kulszowego szczura, w tym dokładny opis niezbędnego planowania przedoperacyjnego, dostępu chirurgicznego i rozwarstwienia wspólnego nerwu strzałkowego i dystalnego ścięgna mięśnia TA. Korzystając z wcześniej ustalonych wartości intensywności i czasu trwania bodźca, zostanie określona optymalna długość mięśni i częstotliwość impulsów bodźca. Dzięki tym czterem parametrom ITF może być następnie konsekwentnie i dokładnie mierzony.