外消旋聚乳酸/神经生长因子复合导管修复周围神经缺损实验研究

论文摘要

随着国民经济的发展，道路交通事故、各种外伤的发生率逐渐增加，周围神经缺损在临床上越来越多见。缺损距离较短的情况下，可以通过断端的局部游离、神经牵拉延长后吻接等方法修复，当缺损距离过大时，通常需要进行自体神经移植来修复缺损，恢复效果较好，并且也是目前临床治疗的金标准。但是自体神经移植可供选取的自体皮神经供源有限，切取之后不可避免的造成供区神经功能的丧失、局部的感觉障碍。因此研究理想的神经桥接材料以替代自体神经移植，成为国内外学者都在努力探索的一个目标。随着引导性组织再生概念的发展，目前在自体组织移植、异体神经移植、人工合成材料、神经组织工程等方面的研究都取得了一定的进展，但还没有任何一种方法能够取代自体神经移植来修复周围神经缺损。神经再生需要合适的引导环境和适当的促神经再生的生物因子，据此，本实验的研究思路旨在对我们所研制一种新型的神经引导管材料外消旋聚乳酸／神经生长因子(PDLLA／NGF)可吸收性复合导管进行定性研究，以确定对神经缺损再生的促进作用。在此基础上，对导管中神经生长因子的剂量进行定量研究，探讨最适含量。并对该导管的降解性能及其对于失神经支配的骨骼肌萎缩早期的预防作用做了初步研究。期望能对周围神经缺损的桥接修复提供一种可行的选择方式。实验分4个部分：1．PDLLA／NGF复合导管修复周围神经缺损定性研究目的：建立PDLLA／NGF可吸收性复合导管桥接修复大鼠坐骨神经缺损的动物模型，观察该复合导管对大鼠坐骨神经缺损再生的促进作用。制作规格为内径1.5mm，壁厚0.3mm，长14mm的微孔单纯PDLLA导管及相同规格的PDLLA／NGF复合导管，复合导管中含NGF 450U。选用雄性SD大鼠60只，随机分为4组：自体神经移植组(A组)，单纯PDLLA导管组(B组)，单纯导管加导管内一次性给药组(C组)，复合导管组(D组)，每组15只。解剖显露大鼠右侧坐骨神经，制作坐骨神经10mm缺损模型，分别用自体神经移植、单纯PDLLA导管桥接、单纯导管桥接加导管内一次性给予NGF、PDLLA／NGF复合导管桥接修复。于手术后1、2、3月每组各取5只大鼠行大体观察、三头肌湿重恢复率测量、电生理检测、组织学和图象分析对比。结果：术后大鼠实验侧足趾无坏死及溃疡形成。导管周围未见明显的炎性反应。同时间段组间比较，三头肌恢复率A组最高，D组次之，B组最差(P=0.000)。电生理检测，A组和D组神经传导速度无显著差异(P＞0.05)，均比B组和C组高，D组再生神经取得了和A组相似的效果，明显比B组和C组恢复好(P＜0.05)。组织学和图像分析结果显示，应用复合导管后，再生神经纤维的质量和数量显著优于单纯导管或者导管内一次性给药，接近于自体神经移植的效果。结论：(1)PDLLA／NGF复合导管桥接修复大鼠坐骨神经缺损，有良好的组织相容性，能够有效促进周围神经再生，效果接近自体神经移植；(2)在进一步研究的基础上，有望为临床应用提供依据。2．PDLLA／NGF复合导管中NGF剂量对神经缺损修复影响的研究目的：对PDLLA／NGF复合导管中NGF剂量与大鼠坐骨神经缺损再生的效果关系进行研究，并探讨是否存在促神经再生的最适NGF的剂量。方法：雄性SD大鼠40只，随机分为A、B、C、D、E5组，每组8只，各组采用PDLLA／NGF复合导管中的NGF含量分别为100U、250U、400U、500U和800U。显露大鼠右侧坐骨神经后切除中段神经干6mm，按照分组分别以相应NGF含量的PDLLA／NGF复合导管桥接修复，保留神经缺损10mm。术后6个月从大体观察、电生理测定、三头肌湿重测量、再生神经组织学及图像分析等指标检测比较各组坐骨神经的再生情况。结果：术后大鼠术侧足跟皮肤红肿，无坏死及溃疡发生，小腿肌肉不同程度萎缩。术后6个月检测右侧坐骨神经传导速度，C、D组之间无显著性差异(P=0.133)，分别优于A、B、E组(P＜0.05)，A、B、E3组之间差异无显著性(P＞0.05)。C、D组之间三头肌湿重恢复率无显著差异(P=0.103)，均优于A、B、E组(P＜0.05)；A、B组间差异不显著(P=0.055)，并优于E组。组织学及图像分析显示C、D组再生神经纤维成熟良好，在神经纤维计数、纤维直径、轴突直径和髓鞘厚度等指标方面均优于其余3组，且C、D组间无显著差异(P＞0.05)，B组神经再生质量高于E组。结论：(1)在低剂量时，神经再生质量与NGF的作用之间有剂量依赖性；(2)PDLLA／NGF复合导管中NGF的含量在400～500U左右对促进大鼠坐骨神经缺损再生最为合适，再生神经形态和功能良好；(3)NGF含量过高反而不利于神经再生。3．PDLLA／NGF复合导管的体内降解研究目的：对单纯PDLLA导管和PDLLA／NGF复合导管的体内降解过程进行对比研究，探究其降解规律，为导管的进一步完善提供依据。方法：制作单纯PDLLA导管及PDLLA／NGF复合导管，每根复合导管中含NGF 400U。SD大鼠30只，随机分为A、B两组，制作右侧坐骨神经的缺损模型，分别用单纯PDLLA导管(A组)和复合导管桥接(B组)修复，保留神经缺损10mm。术后1、2、3月每组各取5只分别从大体观察、导管降解过程中质量变化、电镜观察角度对导管降解情况进行对比研究。结果：术后导管与周围肌组织之间有疏松结缔组织粘连，导管乳白色，先变硬、膨胀，之后逐渐变脆降解。扫描电镜见术后2月管壁微孔增大且大小不均，边缘不连续，至术后3月时边缘碎裂，微孔结构破坏，以复合导管为明显。神经导管质量变化显示，相同时间段复合导管的质量下降比单纯导管快，质量损耗率在术后1、2、3月相比，复合导管均大于单纯导管，有显著差异(P＜0.05)。结论：PDLLA／NGF复合导管在体内随时间延长能逐步降解，其降解速率比单纯导管快，到术后3月时能保持完整外形，为神经再生提供良好通道。4．PDLLA／NGF复合导管对失神经肌萎缩的早期作用目的：探讨PDLLA／NGF复合导管中NGF的释放对于失神经支配的骨骼肌萎缩的作用，确定该方法在促进神经再生的同时能否从早期有效防治肌萎缩，促进靶肌肉的功能恢复。方法：制备单纯PDLLA导管及含NGF400U的PDLLA／NGF复合导管，选用SD大鼠32只，随机分A、B两组，每组16只。制作右侧坐骨神经缺损模型，分别以单纯PDLLA导管及PDLLA／NGF复合导管桥接修复，保留神经缺损10mm，术后分第5、10、15、20天4个时间段检测，从大体观察、三头肌湿重恢复率测量、组织学等指标进行比较，并对小腿三头肌肌细胞直径和截面积进行量化分析比较。结果：术后所有大鼠术侧后肢跛行，小腿变细，随时间延长而加重。术侧小腿三头肌湿重下降，恢复率随时间延长而降低，两组间各时间段比较均无显著性差异(P＞0.05)。正常三头肌肌纤维形态均一、规则，术后第5天术侧三头肌即开始萎缩变细，至20天时肌细胞明显广泛萎缩，形态多样的，大小不一，肌束间纤维组织增生。图像分析显示三头肌肌细胞直径和截面积随观察时间延长而进行性下降，4个时间段两组间比较均无统计学差异(P＞0.05)。结论：PDLLA／NGF复合导管局部释放NGF对于早期(伤后20天内)失神经肌萎缩没有显著的抑制作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第1章 PDLLA／NGF复合导管修复周围神经缺损定性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 主要设备及材料
• 1.2 导管制备
• 1.3 实验方法
• 1.4 检测项目
• 2 结果
• 2.1 大体观察
• 2.2 电生理检查
• 2.3 组织学检查
• 2.4 三头肌湿重恢复率测量
• 2.5 再生神经纤维形态图象分析
• 3 讨论
• 3.1 周围神经的变性与再生
• 3.2 采用PDLLA作为复合导管载体的依据
• 3.3 再生神经的成熟及PDLLA／NGF复合导管促神经再生的功效
• 3.4 NGF的作用机理及给药方式
• 4 参考文献
• 5 附图
• 第2章 PDLLA／NGF复合导管中NGF剂量对神经缺损修复影响的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 PDLLA／NGF复合导管的制备
• 1.2 动物和分组
• 1.3 检测方法
• 2 结果
• 2.1 大体观察
• 2.2 电生理检查
• 2.3 三头肌湿重恢复率测量
• 2.4 组织学检测
• 3 讨论
• 3.1 NGF的剂量与作用效果研究
• 3.2 PDLLA／NGF复合导管中NGF剂量的探讨
• 4 参考文献
• 5 附图
• 第3章 PDLLA／NGF复合导管的体内降解研究
• 1 材料和方法
• 1.1 实验操作
• 1.2 观测指标
• 2 结果
• 2.1 大体观察
• 2.2 解剖所见
• 2.3 神经导管质量变化
• 2.4 扫描电镜观察
• 3 讨论
• 3.1 PDLLA降解机理
• 3.2 影响PDLLA降解的因素
• 4 参考文献
• 5 附图
• 第4章 PDLLA／NGF复合导管对失神经肌萎缩的早期作用
• 1 材料和方法
• 1.1 导管制备
• 1.2 实验操作
• 1.3 检测方法
• 2 结果
• 2.1 大体观察
• 2.2 三头肌湿重恢复率测量
• 2.3 组织学检查、图像分析
• 3 讨论
• 3.1 失神经肌萎缩的机理
• 3.2 骨骼肌失神经支配后组织形态学改变
• 3.3 PDLLA／NGF复合导管对失神经肌萎缩的早期作用
• 4 参考文献
• 5 附图
• 综述1 神经生长因子和周围神经再生
• 1 NGF及其受体
• 2 NGF促进周围神经再生
• 3 NGF作用机制
• 4 NGF应用展望
• 5 参考文献
• 综述2 周围神经缺损修复的研究进展
• 1 利用损伤神经自身修复
• 2 神经移植
• 3 生物桥接体修复
• 4 人工合成材料导管
• 5 前景展望
• 6 参考文献
• 攻读学位期间发表论文
• 致谢