Summary
Vi har vurderet effekten af cervikal sympatisk ganglion blok på nerve reparation ved hjælp af kunstige nerve ledningsanlæg. Mandlige beagle hunde blev hver implanteret med en kunstig nerve på tværs af et 10 mm hul i den venstre ringere alveolære nerve; venstre cervikal sympatisk ganglion blev blokeret ved at indsprøjte 99,5% ethanol via lateral torakotomi.
Abstract
Polyglycolic syre kollagen (PGA-C) rør er bio-resorberbare nerve rør fyldt med kollagen multi kammer struktur, der består af tynde kollagen film. Gunstige kliniske resultater er opnået, når du bruger disse rør til behandling af beskadiget ringere alveolær nerve (IAN). En kritisk faktor for succesfuld nerve regenerering ved hjælp af PGA-C rør er blodforsyningen til det omgivende væv. Cervikal sympatisk ganglion blok (CSGB) skaber en sympatisk blokade i regionen hoved og hals, dermed øge blodgennemstrømningen i området. For at sikre en tilstrækkelig effekt, skal blokaden administreres med lokalanalgetika én til to gange om dagen i flere på hinanden følgende uger; Dette er en udfordring, når du opretter dyremodeller for at undersøge denne teknik. For at løse denne begrænsning, udviklede vi en ethanol-induceret CSGB i en canine model af langsigtede stigning i blodgennemstrømning i regionen orofacial. Vi undersøgt, om IAN regenerering via PGA-C rør implantation kan forbedres ved denne model. Fjorten Beagles blev hver implanteret med en PGA-C rør på tværs af et 10 mm hul i den venstre IAN. IAN er beliggende i mandibular kanalen omgivet af knoglen, derfor vi valgte piezoelektriske kirurgi, bestående af ultralyd bølger til knogle forarbejdning, for at minimere risikoen for nerve og fartøj skade. En god kirurgisk resultat blev opnået med denne tilgang. En uge efter operationen, blev syv af disse hunde udsat for venstre CSGB ved injektion af ethanol. Ethanol-induceret CSGB resulterede i forbedret nerve regenerering, tyder på, at den øgede blodgennemstrømning effektivt fremmer nerve regenerering i IAN defekter. Denne canine model kan bidrage til yderligere forskning på de langsigtede virkninger af CSGB.
Introduction
I mange tilfælde er traumatisk skade af den ringere alveolære nerve (IAN) iatrogen, bliver ofte forårsaget af udvinding af den tredje molar eller placering af dentale implantater1,2,3. Skade af IAN kan føre til underskud i termisk og touch fornemmelser samt paræstesi, dysæstesi, hypoæstesi og allodyni. Nerveskade er behandlet af konservativ behandling, men også af andre metoder, herunder suturering og autograft placering. Disse metoder er imidlertid ulemper, som ofte omfatter manglen symptom forbedring og neurologiske defekter på donor site4,5,6.
Den kunstige nerve-polyglycolic syre-kollagen (PGA-C) rør blev oprindeligt udviklet i Japan. Det er en bio-resorberbare tube med sin indre lumen fyldt med en spongiform kollagen7. I dyreforsøg, dette rør blev brugt til at forbedre nerve regenerering i beagle hunde med peroneal nerve defekt, og blev vist til at fremme højere niveau af opsving end autolog nerve transplantation8. Den kliniske anvendelse af PGA-C rør begyndte i 2002 hos patienter med perifer nerve skader. Derudover har gunstige kliniske resultater opnået i behandling af trigeminus neuropati (IAN og flersprogede nerve)9,10,11. En kritisk faktor for succesfuld nerve regenerering ved hjælp af PGA-C rør er blodforsyningen til det omkringliggende væv8. Cervikal sympatisk ganglion blok (CSGB) skaber en sympatisk blokade i hoved og hals region og øger blodgennemstrømningen til de respektive innerverede område12; Det har således været brugt i behandlingen af komplekse regionale smertesyndrom og kredsløbssygdomme insufficiens13,14,15. Der har dog været kun et par eksperimentelle undersøgelser om effekten af CSGB i stigende blod flow16,17. For at sikre tilstrækkelig CSGB effektivitet, skal blokaden anvendes sammen med lokalanalgetika én eller to gange dagligt i flere uger, hvilket frembyder en udfordring, når du genererer dyremodeller for at undersøge denne teknik. For at afhjælpe denne begrænsning, i en tidligere undersøgelse, udviklede vi en canine model af langsigtede øget blodgennemstrømning i orofacial region18. Modellen blev genereret ved at udføre en CSGB ved at indsprøjte 99,5% ethanol. Vi evalueres mundtlig slimhinde blodgennemstrømningen og nasal hud temperatur af laser Doppler flowmetry og infrarød termografi en gang om ugen i 12 uger. Vi fandt, at blodgennemstrømningen i regionen orofacial blev øget til 7 – 10 uger i denne model.
I den foreliggende undersøgelse, vi har vurderet af ethanol-induceret CSGB indvirkning på nerve regenerering.
PGA-C rør blev implanteret i beagle hunde på tværs af et 10 mm hul i den venstre IAN. En uge senere, blev CSGB udført ved at indsprøjte ethanol. Tre måneder efter operationen, udførte vi en række elektrofysiologiske, histologiske og morfologiske undersøgelser for at evaluere virkningerne af CSGB på nerve regenerering. Vi leverer en detaljeret protokol for IAN genopbygning ved hjælp af en PGA-C rør og ethanol-induceret CSGB.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Denne undersøgelse blev gennemført i overensstemmelse med de vejledende principper for pasning og brug af dyr og godkendt af Udvalget for Animal forskning fra Kyoto University (Kyoto, Japan, godkendelsesnummer: F-16-16). Alle bestræbelser var at mindske dyrenes lidelser, og alle dele af denne betænkning overholde ANKOMME (Animal forskning: rapportering af in Vivo forsøg) retningslinjer.
1. fabrikation af PGA-C rør
- For at fremstille kunstige nerve conduit med en resorberbar polyglycolic syre (PGA) rør, kan bruge en rørformet sammensnoning maskiner udstyret med 48 spindler og fem PGA fibre, består af bundter af 26 filamenter (figur 1)18.
- For at gøre PGA tube overflade hydrofile, udsættes for plasma decharge.
- Brug 1% v/w atelocollagen i hydrochlorid løsning7.
Bemærk: Atelocollagen er udvundet fra svin huden via enzym behandling og underkastes en virustjek. Det primært består af type I (70-80%) og type III kollagen, som er beskrevet i detaljer andetsteds7. Forberede kollagen løsning ved at opløse 1 g kollagen i 100 mL hydrochlorid løsning (pH = 3,0). Da tætheden af hydrochlorid løsning er ca 1,0, er w/w kollagen koncentration næsten 1%. - Frakke tube med kollagen lag af gentagne gange dypper det i 1% kollagen hydrochlorid løsning for 5 s hver gang.
- Efter nedsænkning, tørre rør på en ren bænk ved stuetemperatur. Udføre næste dypning efter at sikre, at røret er helt tør (ca. 6 h til lufttørring).
- Gentag belægning proces 10 gange.
- Underlagt PGA-C rør til 140 ° C i 24 timer under vakuum (dehydrothermal behandling), for at kontrollere bio-absorption og crosslinking af kollagen molekyler. Udføre hele processen under aseptiske forhold.
Bemærk: Denne procedure genererer et rør 14 mm endelige længde, 3-mm indre diameter og 50 μm væggens tykkelse.
2. kirurgisk Procedure Set-up
- Bruge voksne mandlige beagles vejer 9,0 til 13,0 kg.
- Hus dyr i separate bure, kontrolleret kennel betingelser (12-h lyse og mørke cyklus).
- Give fast føde og vand ad libitum.
- Veje beagles.
- Autoklave alle kirurgiske instrumenter.
- Don steriliseret handsker og desinficere alle overflader af indstillingen opererer med en 80% ethanol løsning. Kassér de anvendte handsker.
- Udfør kirurgisk håndvask.
- Sætte på en frisk maske, kjole og sterile handsker.
3. anæstesi og klargøring af huden
- Bedøver hund med en blanding af 5 mg/kg ketamin hydrochlorid og 1 mg/kg xylazin ved en intramuskulær injektion.
- Intubate af en trakeal tube 7.5 mm diameter og 25 cm længde.
- Placer hunden på den højre laterale holdning. Vedligeholde generel anæstesi med 3,2% Sevofluran med ilt (1,0 L/min.).
- Bruge en varmepude til at opretholde kropstemperaturen ved 37 ° C.
- Anvende en oftalmologiske gel over den forreste overflade af øjnene at undgå hornhinde slid.
- Omhyggeligt barbere den kirurgiske felt (venstre bryst område) ved hjælp af kirurgisk neglesaks. Spray en betydelig mængde af alkoholiske løsning over den udløsende site. Vent mindst 15 sec. gentage ansøgningen 3 gange.
- Optage puls og iltmætning under kirurgi.
4. ringere alveolær Nerve genopbygning ved hjælp af PGA-C rør: udviklingen af genopbygning-only modellen
- Injicere 3 mL 1% lidocain ved hjælp af en 27 G nålen til venstre mandibular gingiva som en lokalbedøvelse og smertestillende.
- Udføre en 5-cm tværgående snit med en nummer 15 skalpel kniv i venstre mandibular gingiva at udsætte dyret hvaltænder.
- Bruge piezoelektriske ultrasoniske vibrationer til at male den proksimale aspekt af mandiblen til en 3-cm × 8-mm rektangel gennem den posteriore mentale foramen.
Bemærk: Vibrationer frekvensen var 28 \u2012 32 kHz. - Fjerne den frontale del af mandibular knogle plade (dimensioner, 3 cm × 8 mm) at udsætte den venstre IAN (figur 2A)18.
NOTE: Webstedet genopbygning svarer til roden apex af den første molar - Transekttællinger IAN med en skalpel til at fjerne en 10 mm segment.
- Indsæt de proksimale og distale stubbe af afhuggede nerve ind i nerve rør til en dybde af 2 mm.
- Bruge 8-0 nylon sutur og en kirurgisk mikroskop på 8 X forstørrelse til sutur røret til den proksimale og distale nerve ender (figur 2B)18.
- Returnere den knogle plade til det oprindelige sted i underkæben.
- Lukke såret med 4-0 nylon sutur.
- En dag efter kirurgi, bekræfte, at den mandibular knogle plade i sin korrekte position.
- 4.10.1 udføre computertomografi (CT) scanning af facial knogle under anæstesi. CT parametre er angivet som følger: 120 kVp, 200 mAs, 0,5 mm/s, 0,5 mm skive tykkelse.
- Administrere anæstesi ved hjælp af en blanding af 5 mg/kg ketamin hydrochlorid og 1 mg/kg xylazin (figur 3).
- 4.10.1 udføre computertomografi (CT) scanning af facial knogle under anæstesi. CT parametre er angivet som følger: 120 kVp, 200 mAs, 0,5 mm/s, 0,5 mm skive tykkelse.
- Administrere ampicillin (100 mg/dag) som et antibiotikum og acetaminophen (100 mg/dag) som en smertestillende for en uge efter operationen.
5. ethanol-induceret CSGB: udvikling af genopbygning + CSGB Model
- Udføre IAN genopbygning, som beskrevet i afsnit 4 og giver mulighed for en uge til nyttiggørelse.
- Bedøver dyr med 1,5% Sevofluran i ilt (4 L/min) og luft (6 L/min). Barbering og rense den planlagte kirurgiske felt, som beskrevet i afsnit 3.
- Markere linjen snit med en markør, kirurgiske huden ved at tegne en linje på venstre bryst område (figur 4, linjen indsnit er 20 cm i længden).
- Indsprøjtes 5 mL 1% lidocain ved hjælp af en 21 G nålen til venstre bryst område som en lokalbedøvelse og smertestillende.
- Incise venstre bryst huden med nummer 10 skalpel klinge.
- Incise fedtlag med en elektrisk skalpel til at udsætte muskel fascien.
- Udsætte serratus ventralis muskel og scalenus muskel.
- Hæve serratus ventralis muskel og scalenus muskel fra ventral at dorsal til udsætte de anden og tredje ribben (figur 5).
- Udføre en venstre lateral torakotomi på den anden og tredje interkostale rum til at udsætte den venstre cervikal sympatisk ganglion (figur 6).
- Indsprøjtes 0,2 mL 99,5% ethanol i cervikal sympatisk ganglion ved hjælp af en 30 G nål under direkte visualisering (figur 7).
- Luk den interkostale rum med afbrudt 1-0 resorberbar Sting.
- Lukke huden med afbrudte 3-0 nylon Sting.
- Administrere ampicillin (100 mg/dag) som et antibiotikum og acetaminophen (100 mg/dag) som en smertestillende for en uge efter operationen.
- På 1 uge efter CSGB, måle ansigtshuden temperatur med infrarød termografi til at bekræfte CSGB.
6. elektrofysiologiske optagelser
- For at måle sensoriske nerve aktionspotentialet (SNAP) og sensoriske nerve varmeledning hastighed (SCV) af IAN tre måneder efter genopbygning, bedøver dyr som beskrevet i afsnit 3.
Bemærk: SNAP og SCV bør måles på begge de eksperimenterende og normale kontrol sider for hver hund i begge behandlingsgrupper. - Gøre et snit i den venstre mandibular gingiva med nummer 10 skalpel klinge.
- Fjern forsigtigt den mandibular knogle plade for at undgå fysisk skade den regenererede nerve.
- Stimulere IAN ved hjælp af et par nål elektroder, til at registrere SNAP og SCV.
- Indsæt elektroder proksimalt til nerve conduit.
- Anvende 10 kHz elektriske stimulus 20 gange.
- Analysere resultaterne.
- Bestemme SNAP ved beregning af den gennemsnitlige svar amplitude til den elektriske stimulation.
- Måle peak ventetid og peak amplitude fra diagram optagelser.
- Beregne opsving indeks med følgende ligning: peak amplitude af den venstre IAN af genopbygningen kun eller genopbygning + CSGB gruppe / peak amplitude af den normale kontrol (centrale segment af den rigtige IAN i gruppen kun for genopbygning)19 ,20.
7. histologiske analyse
-
Afsnittet forberedelse
- Tre måneder efter genopbygning, høste den venstre IAN, herunder 1 cm af nerve på begge sider af den rekonstruerede site.
- Høste de rigtige IAN på niveau svarende til høst site på venstre side.
- Præfiks de høstede nerver ved nedsænkning i 2,5% glutaraldehyd i en 0,1 M cacodylate bufferopløsning (pH 7,4, 48 ° C, 24 h).
- Postfix med 2% osmium dinitrogentetraoxid løsning (48 ° C, 4 h) og kaliumferrocyanid i 0,1 M fosfatstødpudeopløsningen (pH 7,4, 2 h).
- Dehydrere nerver med en serie af sorterede ethanol løsninger.
- Integrere i epoxyharpiks (paraffin).
- Afsnittet enheder på en tykkelse på 0,5 \u2012 1,0 μm.
-
Toluidin blå farvning og morfologisk analyse
- Pletten sektioner med toluidin blå løsning.
- Opnå mikroskopi billeder ved hjælp af en optisk mikroskop, på 400 X forstørrelse på følgende områder langs prøverne: venstre IAN, byens folier segment og 2 mm distalt for stub; rigtige IAN, midten af IAN segment svarende til høst site på venstre side.
- Vælg billeder i alle regioner med folier nervefibre.
- Tilfældigt vælge 8 \u2012 10 områder af 100 μm × 100 μm indeholdende regenereres nervefibre.
- Udføre morfologisk analyse ved hjælp af en passende software til at måle følgende parametre: myelinerede nerve fibre diameter (μm) og massefylde (count/område), nerve væv procentdel, og G-ratio (myelinerede axon diameter/myelinerede nerve fibre diameter ).
-
Immunfarvning
- Følg standardprotokoller til paraffin afsnit farvning.
- Der inkuberes med primære antistoffer i 30 min. ved 25 ° C.
- Vask med fosfatbufferet saltopløsning 3 gange ved 25 ° C.
- Der inkuberes med sekundære antistoffer mærket med peberrodsperoxidase i 30 min. ved 25 ° C.
- Få billeder ved hjælp af et lysmikroskop.
-
Transmissions elektronmikroskopi (TEM)
- Forberede nerver, som beskrevet i trin 7.1.
- Afsnit nerver på tykkelse 70 \u2012 90 μm ved hjælp af en ultramicrotome.
- Pletten sektioner med Reynolds bly citrat og uranyl.
- Undersøge og billede af transmissions Elektron Mikroskopi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Vi observeret en stigning i ansigtshuden temperaturen af den blokerede side 1 uge efter den venstre CSGB (figur 8).
På 3 måneder efter genopbygning, PGA-C rør på området genopbygning blev absorberet og regenerering af den ringere alveolære nerve blev observeret i genopbygningen kun og genopbygning + CSGB grupper (figur 9A, B)18.
SNAP var målbare i arbejdsmarkedets genopbygning genopbygning + CSGB og genopbygning-only grupper. Resultaterne af den elektrofysiologiske evaluering er sammenfattet i tabel 118. Recovery indeks og SCV var betydeligt højere i genopbygningen + CSGB end i gruppen kun for genopbygning.
Vi observerede myelinerede nervefibre på de centrale og distale segmenter af den regenererede IAN i genopbygningen kun og genopbygning + CSGB grupper (figur 10A, B)18. Genopbygningen kun og genopbygning + CSGB grupper viste mindre regenereres myelinerede nerve diametre i forhold til den normale kontrolgruppen (central segment af den rigtige IAN i gruppen genopbygning, figur 10C). Umodne myelinerede nervefibre blev også observeret.
Undersøgelse af genopbygningen kun, genopbygning + CSGB grupper ved hjælp af TEM viste folier myelinerede nervefibre og Schwann celler (figur 10D, E). Figur 10F viser disse resultater af TEM for normale kontrolgruppen (central segment af den rigtige IAN i gruppen genopbygning).
Tilstedeværelsen af folier axoner og Schwann celler blev bekræftet på de centrale og distale segmenter af genopbygningen kun og genopbygning + CSGB grupper, ved farvning med anti-neurofilament (NF) og anti-S100 antistoffer, henholdsvis (Figur 11 )18.
Morfologiske evalueringsresultater er sammenfattet i tabel 218. Myelinerede nerve fibre diameter på midten af folier venstre IAN segmentet var 4,27 ± 1,5 µm i gruppen genopbygning og 5,11 ± 1,98 µm i CSGB gruppen, mens på den distale segment af den regenererede venstre IAN diameter var 3,47 ± 1,21 µm i reconstruc tion gruppe og 4,53 ± 1,36 µm i gruppen CSGB. I begge tilfælde var diameter væsentligt større i gruppen CSGB, der også påvist en signifikant højere myelinerede nerve fibre tæthed og nerve væv procentdel i både centrum og den distale segment af den regenererede venstre IAN. G-ratio på midten af den regenererede venstre IAN var 0,75 ± 0,04 i gruppen genopbygning og 0,68 ± 0,05 i gruppen CSGB, mens den på den distale del var 0,74 ± 0,04 i gruppen genopbygning og 0.69 ± 0,04 i gruppen CSGB. Således, i begge tilfælde, G-forholdet var væsentligt mindre i gruppen CSGB.
Prøven størrelser for genopbygningen kun og genopbygning + CSGB grupper var n = 7. De statistiske analyser for myelinerede nerve fibre diameter og densitet, G-forholdet og SCV blev udført ved hjælp af Dunnett's test. Analyse af recovery indekset blev udført ved hjælp af en uparret Student's t-test. Af det statistiske signifikansniveau var fastsat til 5% (p < 0,05).
Figur 1: Polyglycolic syre rør fyldt med kollagen sponge. A) groft billede af røret. De endelige dimensioner af nerve conduit var 14 mm længde, 3 mm indre diameter og 50 µm væggens tykkelse. B) Scanning electron Mikrograf af røret. Dette tal var tidligere udgivet af Shionoya et al. 18 og er genoptrykt med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: venstre ringere alveolær nerve (IAN) før og efter genopbygning. A) før genopbygningen billede af den venstre IAN efter bliver eksponeret, ved fjernelse af knogle. B) efter genopbygning billede af den venstre IAN rekonstrueret ved hjælp af en polyglycolic syre-kollagen tube. Dette tal var tidligere udgivet af Shionoya et al. 18 og er genoptrykt med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: beregnet tomografi billeddannelse af facial knogle efter forlod ringere alveolær nerve genopbygning. Billedet viser, at den mandibular knogle plade er i den korrekte position. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: præoperativ hud markeringer på venstre bryst område forud for operationen. Fotografiet viser hud markeringer før du udfører cervikal sympatisk ganglion blok. Linjen indsnit er 20 cm i længden. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: opererer visning af cervikal sympatisk ganglion blok: pre torakotomi. Billedet viser de anden og tredje ribben efter at hæve serratus ventralis og scalenus muskler. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6: opererer visning af cervikal sympatisk ganglion blok: post torakotomi. Billedet viser den venstre cervikal sympatisk ganglion efter laterale torakotomi på den anden og tredje interkostale rum. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 7: cervikal sympatisk ganglion pre og post ethanol injektion ved hjælp af en 30 G nål. A) Pre ethanol injektion billede af den venstre cervikal sympatisk ganglion. B) efter ethanol injektion billede af den venstre cervikal sympatisk ganglion. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 8: Termogram efter venstre cervikal sympatisk ganglion blok (CSGB). Termogram blev erhvervet en uge efter CSGB af ethanol injektion. Bemærk, at facial hud temperatur på venstre side er højere end de kontralaterale side. Farvelinjen angiver temperaturer i ° C. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 9: regenereres ringere alveolær nerve (IAN). En) billede af IAN i gruppen kun for genopbygning. B) billede af IAN i genopbygningen + CSGB (cervikal sympatisk ganglion blok) gruppe. Nerve regenerering (region mellem hvide pilespidser) er observeret i begge grupper. Dette tal var tidligere udgivet af Shionoya et al. 18 og er genoptrykt med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 10: toluidin blå og transmissions Elektron Mikroskopi analyse af folier ringere alveolær nerve (IAN). En - C) semi-tynd tværgående sektioner af IAN på 3 måneder efter genopbygning farves med toluidin blå. Billederne viser de distale segmenter af den regenererede venstre IAN i hver gruppe, som angivet. D - F) transmissions Elektron Mikroskopi billeder fra semi-tynde sektioner viser myelinerede og ikke-myelinerede nervefibre (sort og hvid pilespidser, henholdsvis). Skala søjler repræsenterer 50 µm i (A) - (C) og 5 µm (D) - (F). Normal kontrol: central segment af den rigtige IAN i gruppen kun for genopbygning. Dette tal var tidligere udgivet af Shionoya et al. 18 og er genoptrykt med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 11: immunhistokemisk analyse af distale segmenter af folier venstre ringere alveolær nerve (IAN). A, B) dele af den regenererede IAN på 3 måneder efter genopbygning farves med en anti-neurofilament (NF) antistof til genopbygning-only gruppe (A) og genopbygning + cervikal sympatisk ganglion blok (CSGB; B) grupper. Sort pilespidser angive folier axoner. C, D) dele af den regenererede IAN på 3 måneder efter genopbygning farves med en anti-S-100 antistof til genopbygning-only gruppe (C) og genopbygning + CSGB (D) grupper. Hvid pilespidser angive Schwann celler. Skala barer, 50 µm. Dette tal var tidligere udgivet af Shionoya et al. 18 og er genoptrykt med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
| Sensoriske nerve varmeledning (m/s) | Recovery indeks | |
| Normal kontrol | 48.5 ± 2,8 | - |
| Kun genopbygning-gruppe | 36,8 ± 2.9* | 0,22 ± 0,04 |
| Genopbygning + CSGB gruppe | 42.0 ± 2.4*# | 0,35 ± 0,06# |
Tabel 1: elektrofysiologiske resultater i den ringere alveolær nerve (IAN) på 3 måneder efter operationen. Data præsenteres som gennemsnit ± standardafvigelse (n = 7). Sammenligningerne blev foretaget ved hjælp af en uparret Student's t-test. IAN, ringere alveolær nerve; CSGB, cervikal sympatisk ganglion blok. *, p < 0,05 sammenlignet med normal kontrolgruppen; #, p < 0,05 i forhold til gruppen genopbygning-only. Normal kontrol: central segment af den rigtige IAN i gruppen genopbygning-only; Recovery indeks: forholdet mellem peak amplitude af den venstre IAN af genopbygningen kun eller genopbygning + CSGB gruppe til peak amplitude af den normale styring. Denne tabel blev tidligere udgivet af Shionoya et al. 18 og er genoptrykt med tilladelse.
| Myelinerede nerve fibre diameter (μm) | Myelinerede nerve fibre tæthed (antal/100 μm2) | Andelen af nervevæv (%) | G forholdet | ||
| Normal kontrol | Center | 8,83 ± 3.11 | 103 ± 8 | 41,3 ± 3,9 | 0,62 ± 0,03 |
| Kun genopbygning-gruppe | Center | 4,27 ± 1.5* | 126 ± 20 * | 11,6 ± 2.1* | 0,75 ± 0.04* |
| Distale | 3,47 ± 1.21* | 109 ± 17 * | 7.3 ± 2.0* | 0,74 ± 0.04* | |
| Genopbygning + CSGB gruppe | Center | 5.11 ± 1.98*# | 140 ± 22 *# | 15.9 ± 3.0*# | 0,68 ± 0.05*# |
| Distale | 4,53 ± 1.36*$ | 123 ± 15 *$ | 12,5 ± 2.1*$ | 0,69 ± 0.04*$ | |
Tabel 2: morfologiske resultater i den ringere alveolære nerve (IAN) på 3 måneder efter operationen. Data præsenteres som gennemsnit ± standardafvigelse (n = 7). Sammenligningerne blev foretaget ved hjælp af Dunnett's test. IAN, ringere alveolær nerve; CSGB, cervikal sympatisk ganglion blok. *, p < 0,05 sammenlignet med normal kontrolgruppen; * #, p < 0,05 i forhold til den centrale segment af den venstre IAN i gruppen genopbygning-only; * $,p < 0,05 i forhold til den distale ende af den venstre IAN i gruppen kun for genopbygning. Normal kontrol: central segment af den rigtige IAN i gruppen genopbygning-only; G-forhold er forholdet mellem myelinerede axon diameter til den samlede myelinerede fiber diameter. Denne tabel blev tidligere udgivet af Shionoya et al. 18 og er genoptrykt med tilladelse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Vi præsenterer en effektiv metode til IAN regenerering ved hjælp af et bioabsorbable nerve rør i kombination med ethanol-induceret CSGB. For denne undersøgelse brugte vi hunde, da andre dyremodeller, som mus, rotter og kaniner, har en kort levetid og lille kropsstørrelse, og derfor ikke kan bruges til at udføre de præcise kirurgiske procedurer. Som IAN er beliggende i mandibular kanalen omgivet af knogle, er en kirurgisk teknik nødvendig for at undgå nerve og blodkar skader, når du udfører nerve genopbygning. En vigtig teknisk tip for proceduren er omhyggeligt fjerne mandibular knogle plade for at minimere risikoen for nerve og fartøj skade. Traditionelle burs og mikro Save kan ikke skelne mellem hårde og bløde væv21. Derudover disse værktøjer har tendens til at glide, forårsager skader på tilstødende væv, især IAN, af utilsigtet kontakt22. Vi brugte derfor piezoelektriske kirurgiske værktøjer til knoglen operationstrin. Dette er en ny og innovativ knogle kirurgi teknik, der bruger ultralyd mikrovibrationer i specialiserede skalpeller. Derfor, blødt væv ikke er beskadiget selv ved utilsigtet kontakt med cutting tips23,24. Mikrovibrationer i 60-200 µm/s på 24-29 kHz er optimal til at skære elastisk mineraliseret væv mens besparende elastisk blød væv; Det er ikke muligt ved frekvenser over 50 kHz25. Derudover kræver roterende burs eller oscillerende Save en kraft til at modvirke rotation eller vibration af instrumentet. Sammenlignet med disse instrumenter, piezoelektriske kirurgiske værktøjer ikke behøver anvendelse af ekstra kraft og så sikker og præcis knogle forarbejdning er muligt26. Dette er især vigtigt i hænderne på en roman bruger.
Et andet vigtigt aspekt i vores metode er at knogle pladen ikke var fastgøres ved hjælp af metallisk plader men blev placeret i dens oprindelige position i underkæben efter placeringen af PGA-C rør. Grunden til dette var at undgå risikoen for eksponering af pladen til mundtlig slimhinde nekrose, som opstår, når ved hjælp af metallisk plader til fiksering. Dog i nogle tilfælde afveg knogle plade fra det oprindelige websted. Derfor er det vigtigt at foretage en CT scanning den facial knogle til at bekræfte, at den mandibular knogle plade er i den korrekte position efter operationen. Når du bruger en metallisk plade til fiksation, bør stramme suturering undgås da det kan forårsage mundtlige slimhinde nekrose som følge af blod flowforstyrrelser.
CSGB er en effektiv behandling af perifere Vaskulære sygdomme og smerte syndromer i ansigt og hals13,14,15. Men de mekanismer, der ligger til grund for dens terapeutiske virkninger stadig uklart. En af grundene til manglen forskning på de terapeutiske virkninger af CSGB er vanskeligheden ved at opnå en konsekvent og ensartet sympatholytic virkning. For eksempel, er spredning af sympatiske blokade efter perkutan CSGB ikke ensartede27,28. Mullenheim et al. 29 implanteret hunde med en polyethylen kateteret, efter torakotomi, under fascia og sammen med den øverste sympatisk kæde, og udføres CSGB ved at injicere lidocain via kateteret. Selv om denne tilgang kan sprede sympatisk blokade på de målrettede områder, bærer det risikoen for kateter okklusion eller dislokation, samt infektion, især i langsigtet eksperimenter. I vores canine model af CSGB produceret den direkte indsprøjtning af 99,5% ethanol langsigtede stigninger i blodtilførslen til ipsilaterale orofacial region. I vores tilgang, blev blok injektion administreret under direkte visualisering, så CSGB kunne udføres med præcision. Derfor reducerer vores tilgang risikoen for ujævnt fordelt af den sympatholytic effekt og af den sympatiske blokade. Dette anses for at være fordelagtig specielt i langsigtet eksperimenter. Desuden brugte vi termografi Sådan bekræftes udfaldet af CSGB, da facial hud temperatur stiger i blok side efter vellykket CSGB. I dette tilfælde er termografi nyttigt, fordi det er simpelt og noninvasive. Vigtigere er, bør nasale og ikke ansigtshuden temperaturen måles, da det ikke påvirkes af hundens hår. Vores model kunne bidrage til yderligere forskning på de terapeutiske virkninger af CSGB. I vores tidligere undersøgelse øget blodgennemstrømning i området orofacial for 6-11 uger efter cervikal sympatiske ganglionectomy. Forskere kan vælge denne alternative metode30 , hvis det ønskes.
Begrænsning af denne undersøgelse er, at ethanol-induceret CSGB frembyder risiko for at udvikle permanente Horners syndrom (ptose og miosis)31. Andre metoder, herunder radiofrekvens ablation, phenol og sympatiske ganglionectomy har været brugt til at udføre sympathectomies; men specielt til sympathectomy cervikal sympatisk ganglion, kun radiofrekvens ablation har været ansat i klinisk praksis32,33,34,35. Derfor, radiofrekvens ablation og lokalanalgetika kan betragtes som en alternativ metode til ethanol-induceret CSGB. Fremtidige undersøgelser vil være nødvendigt at validere hvordan nerve regenerering medieret af en bioabsorbable nerve rør kan forbedres ved CSGB med en lokalbedøvelse eller radiofrekvens ablation.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet af Institut Bioartificial organer i Kyoto Universitet Institut for grænse lægevidenskaben. Vi vil gerne takke den veterinære personale for Institut for grænse lægevidenskaben.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| NMP Collagen PS | Nippon Meatpackers | 301-84621 | Atelocollagen extracted from young porcine skin by enzyme treatment |
| Surgical clippers | Roboz Surgical Instrument Company | RC-5903 | |
| Disposable scalpel (No.15) | Kai medical | 219ABBZX00073000 | |
| VarioSurg3 | Nakanishi | VS3-LED-HPSC, E1133 | Piezoelectric surgery for bone processing |
| 4-0 nylon sutures | Ethicon | 8881H | |
| 8-0 nylon sutures | Ethicon | 2775G | |
| Isepamicin sulfate | Nichi-Iko | 620005641 | |
| Disposable scalpel (No.10) | Kai medical | 219ABBZX00073000 | |
| 30-gauge needle | Nipro | 1134 | |
| 1-0 absorbable stitches | Ethicon | J347H | |
| 3-0 Nylon stitches | Ethicon | 8872H | |
| Neo Thermo | NEC Avio | TVS-700 | Infrared thermography |
| Neuropack Σ | NIHON KOHDEN | MEB-5504 | Orthodromic recorder for electrophysiological recording |
| Toluidine Blue | Sigma-Aldrich | T3260-5G | |
| Light microscope | Keyence | BZ-9000 | |
| Mouse anti-human neurofilament protein monoclonal antibody | DAKO | N1591 | |
| Polyclonal rabbit anti-S100 antibody | DAKO | Z0311 | |
| Transmission electron microscopy | Hitachi High Technologies | Hitachi H-7000 | |
| Dynamic cell count | Keyence | BZ-H1C | Software for morphological evaluation |
References
- Al-Sabbagh, M., Okeson, J. P., Bertoli, E., Medynski, D. C., Khalaf, M. W. Persistent pain and neurosensory disturbance after dental implant surgery: prevention and treatment. Dental Clinics of North America. 59 (1), 143-156 (2015).
- Chaushu, G., Taicher, S., Halamish-Shani, T., Givol, N. Medicolegal aspects of altered sensation following implant placement in the mandible. International Journal of Oral and Maxillofacial Implants. 17 (3), 413-415 (2002).
- Robinson, P. P., Loescher, A. R., Yates, J. M., Smith, K. G. Current management of damage to the inferior alveolar and lingual nerves as a result of removal of third molars. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 42 (4), 285-292 (2004).
- Gregg, J. M. Studies of traumatic neuralgia in the maxillofacial region: symptom complexes and response to microsurgery. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 48 (2), 135-140 (1990).
- Pogre, M. A. The results of microneurosurgery of the inferior alveolar and lingual nerve. Journal of Oral and Maxillofacial Sureryg. 60 (5), 485-489 (2002).
- Strauss, E. R., Ziccardi, V. B., Janal, M. N. Outcome assessment of inferior alveolar nerve microsurgery: a retrospective review. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 64 (12), 1767-1770 (2006).
- Nakamura, T., et al. Experimental study on the regeneration of peripheral nerve gaps through a polyglycolic acid-collagen (PGA-collagen) tube. Brain Research. 1027 (1-2), 18-29 (2004).
- Yoshitani, M., et al. Experimental repair of phrenic nerve using a polyglycolic acid and collagen tube. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 133 (3), 726-732 (2007).
- Seo, K., et al. One-year outcome of damaged lingual nerve repair using a PGA-collagen tube: a case report. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 66 (7), 1481-1484 (2008).
- Seo, K., et al. Protracted delay in taste sensation recovery after surgical lingual nerve repair: a case report. Journal of Medical Case Reports. 7, 77 (2013).
- Seo, K., Terumitsu, M., Inada, Y., Nakamura, T., Shigeno, K., Tanaka, Y. Prognosis after surgical treatment of trigeminal neuropathy with a PGA-c tube: report of 10 Cases. Pain Medicine. 17 (12), 2360-2368 (2016).
- Okuda, Y., Kitajima, T. Comparison of stellate ganglion block with intravascular infusion of prostaglandin e1 on brachial artery blood flow in dogs. Anesthesia and Analgesia. 84 (6), 1329-1332 (1997).
- Kohjitani, A., Miyawaki, T., Kasuya, K., Shimada, M. Sympathetic activity-mediated neuropathic facial pain following simple tooth extraction: a case report. Cranio. 20 (2), 135-138 (2002).
- Melis, M., Zawawi, K., al-Badawi, E., Lobo Lobo, S., Mehta, N. Complex regional pain syndrome in the head and neck: a review of the literature. Journal of Orofacial Pain. 16 (2), 93-104 (2002).
- Salvaggio, I., Adducci, E., Dell'Aquila, L., Rinaldi, S., Marini, M., Zappia, L., Mascaro, A. Facial pain: a possible therapy with stellate ganglion block. Pain Medicine. 9 (7), 958-962 (2008).
- Atsumi, M., Sunada, K. The effect of superior cervical ganglion resection on peripheral facial palsy in rats. Journal of Anesthesia. 30 (4), 677-683 (2016).
- Hanamatsu, N., Yamashiro, M., Sumitomo, M., Furuya, H. Effectiveness of cervical sympathetic ganglia block on regeneration of the trigeminal nerve following transection in rats. Regional Anesthesia and Pain Medicine. 27 (3), 268-276 (2002).
- Shionoya, Y., Sunada, K., Shigeno, K., Nakada, A., Honda, M., Nakamuram, T. Can nerve regeneration on an artificial nerve conduit be enhanced by ethanol-induced cervical sympathetic ganglion block? PLoS One. 12 (12), e0189297 (2017).
- Suzuki, Y., Tanihara, M., Ohnishi, K., Suzuki, K., Endo, K., Nishimura, Y. Cat peripheral nerve regeneration across 50 mm gap repaired with a novel nerve guide composed of freeze-dried alginate gel. Neuroscience Letters. 259 (2), 75-78 (1999).
- Ichihara, S., et al. Development of new nerve guide tube for repair of long nerve defects. Tissue Engineering, Part C, Methods. 15 (3), 387-402 (2009).
- Grenga, V., Bovi, M. Piezoelectric surgery for exposure of palatally impacted canines. Journal of Clinical Orthodontics. 38, 446-448 (2004).
- Degerliyurt, K., Akar, V., Denizci, S., Yucel, E. Bone lid technique with piezosurgery to preserve inferior alveolar nerve. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology. 108 (6), e1-e5 (2009).
- Kotrikova, B., et al. Piezosurgery--a new safe technique in cranial osteoplasty? International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 35 (5), 461-465 (2006).
- Vercellotti, T. Piezoelectric surgery in implantology: a case report-a new piezoelectric ridge expansion technique. International Journal of Periodontics and Restorative Dentistry. 20 (4), 358-365 (2000).
- Stübinger, S., Kuttenberger, J., Filippi, A., Sader, R., Zeilhofer, H. F. Intraoral piezosurgery: Preliminary results of a new technique. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 63 (9), 1283-1287 (2005).
- Eggers, G., Klein, J., Blank, J., Hassfeld, S. Piezosurgery: an ultrasound device for cutting bone and its use and limitations in maxillofacial surgery. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 42 (5), 451-453 (2004).
- Hardy, P. A., Wells, J. C. Extent of sympathetic blockade after stellate ganglion block with bupivacaine. Pain. 36 (2), 193-196 (1989).
- Hogan, Q. H., Erickson, S. J., Haddox, J. D., Abram, S. E. The spread of solutions during stellate ganglion block. Regional Anesthesia. 17 (2), 78-83 (1992).
- Mullenheim, J., et al. Left stellate ganglion block has only small effects on left ventricular function in awake dogs before and after induction of heart failure. Anesthesia and Analgesia. 91 (4), 787-792 (2000).
- Tsujimoto, G., Sunada, K., Nakamura, T. Effect of cervical sympathetic ganglionectomy on facial nerve reconstruction using polyglycolic acid-collagen tubes. Brain Research. 1669, 79-88 (2017).
- Ghai, A., Kaushik, T., Kumar, R., Wadhera, S. Chemical ablation of stellate ganglion for head and neck cancer pain. Acta Anaesthesiologica Belgica. 67 (1), 6-8 (2016).
- Forouzanfar, T., van Kleef, M., Weber, W. E. Radiofrequency lesions of the stellate ganglion in chronic pain syndromes: retrospective analysis of clinical efficacy in 86 patients. Clinical Journal of Pain. 16 (2), 164-168 (2000).
- Ohno, K., Oshita, S. Transdiscal lumbar sympathetic block: a new technique for a chemical sympathectomy. Anesthesia and Analgesia. 85 (6), 1312-1316 (1997).
- Slappendel, R., Thijssen, H. O., Crul, B. J., Merx, J. L. The stellate ganglion in magnetic resonance imaging: a quantification of the anatomic variability. Anesthesiology. 83 (2), 424-426 (1995).
- Wang, Y. C., Wei, S. H., Sun, M. H., Lin, C. W. A new mode of percutaneous upper thoracic phenol sympathicolysis: report of 50 cases. Neurosurgery. 49 (3), 628-634 (2001).
