神经血管耦合在骨修复中作用的研究进展

骨修复是一个复杂的生理过程,骨内的神经通过释放生物活性分子以及与骨内细胞相互作用等方式调节骨组织再生。近年来,已经有研究尝试基于神经血管耦合进行生物材料设计,取得了有价值的成果。该文对神经与骨组织相互作用,以及利用神经血管耦合设计和制造可用于骨组织再生的生物活性材料的研究进展进行总结和探讨,为充分理解和利用神经血管耦合在骨修复中的功能提供新视角,为骨修复策略的研究及临床治疗提供新的思路。

骨髓间充质干细胞来源小细胞外囊泡对骨质疏松症的改善作用

目的·探究人骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)来源的小细胞外囊泡(small extracellular vesicle,sEV)对小鼠破骨细胞分化和巨噬细胞极化的调控作用,以及对骨质疏松症小鼠的影响。方法·培养BMSC并通过差速离心法提取sEV,通过透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)及纳米颗粒跟踪分析技术(nanoparticle tracking analysis,NTA)鉴定得到的sEV。通过巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony-stimulating factor,M-CSF)及核因子κB受体激活蛋白配体(receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL)刺激RAW264.7细胞以诱导形成破骨细胞,通过抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase,TRAP)染色及鬼笔环肽染色检测sEV对破骨细胞分化的调控作用。通过荧光定量PCR检测sEV对破骨细胞标志基因环磷腺苷效应元件结合蛋白(cAMPresponse element binding protein,CREB)、组织蛋白酶K(cathepsin K,CTSK)及c-Jun(Jun proto-oncogene)mRNA表达量的影响。使用脂多糖刺激RAW264.7细胞极化为M1型巨噬细胞;使用白细胞介素-4(interleukin-4,IL-4)及IL-13刺激RAW264.7细胞极化为M2型巨噬细胞。利用流式细胞术检测sEV对M1及M2型巨噬细胞极化的影响。通过微计算机断层扫描成像(micro-computed tomography,micro-CT)及TRAP染色观察sEV对骨质疏松症小鼠模型腰椎骨组织的影响。结果·TEM及NTA结果显示分离得到的sEV具有典型的球状结构,直径为30~150 nm。TRAP染色及鬼笔环肽染色结果显示,BMSC来源的sEV能够有效抑制RAW264.7细胞融合形成破骨细胞。PCR结果表明sEV能够降低CREB、CTSK和c-Jun mRNA的表达量(均P<0.05)。流式细胞术分析表明,BMSC来源的sEV能够抑制RAW264.7细胞极化为M1型巨噬细胞,促进其极化为M2型巨噬细胞。Micro-CT检测结果显示,sEV干预后模型小鼠腰椎骨小梁数量和骨体积分数显著高于未干预小鼠(均P<0.05);TRAP染色结果显示,sEV干预后腰椎组织中的破骨细胞数量减少。结论·人BMSC来源的sEV可以延缓骨质疏松小鼠的骨质流失,这可能与其抑制小鼠破骨细胞分化及促进M2型巨噬细胞极化的作用有关。

诱导人骨髓间充质干细胞向成骨细胞和内皮细胞分化

目的探索体外诱导人骨髓间充质干细胞(hMSCs)向成骨细胞和内皮细胞分化形成成骨细胞及内皮细胞共存体系的潜能和条件。方法采用密度梯度离心法分离培养hMSCs,采用含30 mg/L内皮细胞生长添加剂的内皮细胞诱导液诱导1周,然后更换为含1×10-8mol/L地塞米松、10 mmol/Lβ-甘油磷酸钠、30μg/mL维生素C的成骨细胞诱导液继续诱导7～14 d。诱导前以只加10%FBS的HDMEM培养基作为对照。采用流式细胞术检测细胞表面分子,通过倒置显微镜观察细胞形态学变化。向成骨细胞诱导14 d后,采用茜素红染色观察钙结节形成。结果经流式细胞术检测,诱导前分离培养的hMSCs表达CD90、CD105和CD44,不表达内皮细胞表面标志CD34和CD133,也不表达HLA-DR。诱导14 d后,hMSCs表面标志CD90和CD105的表达下降(P<0.05),成骨细胞表面标志CD44和HLA-DR及内皮细胞表面标志CD34和CD133增加(P<0.05)。诱导过程中原先长梭形的细胞缩短,细胞出现分层。hMSCs向成骨细胞诱导14 d后,茜素红染色显示有钙结节形成。结论hMSCs先后经内皮细胞诱导液和成骨细胞诱导液诱导,可在体外向内皮细胞和成骨细胞定向分化,形成内皮细胞和成骨细胞共存体系。

联合单层培养和三维培养的两步法培养软骨细胞

目的联合单层培养和三维培养方法,探讨软骨细胞培养的理想方法。方法第一步先将软骨细胞进行常规单层培养扩增,第二步再将单层培养第4代软骨细胞包裹于海藻酸钠水凝胶中进行三维培养。通过倒置显微镜定期观察软骨细胞的形态变化;应用锥虫蓝染色和LIVE/DEAD○RKit试剂盒检测软骨细胞的活力和细胞增殖;通过组织化学甲苯胺蓝特异性染色检测细胞外基质的形成变化。结果单层培养3代之前软骨细胞能保持正常的组织学形态,三维培养能使去分化的4代软骨细胞逐渐恢复并持续维持正常的软骨组织表型。单层培养的软骨细胞的4代以前的细胞活力保持在90%左右,第4代以后开始下降;三维培养的软骨细胞活力都保持在90%以上。在细胞增殖率方面,单层培养6代软骨细胞(28d)总的倍增率是同期三维培养的44倍。单层培养的软骨细胞4代之后,其细胞外基质平均染色强度降低(P<0.05);三维培养21d和28d后的软骨细胞外基质表达强度与7d时相比升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论先通过单层培养使软骨细胞适宜扩增,然后将其转入水凝胶中三维培养恢复退变的软骨组织表型,可达到既扩增自体软骨细胞数目同时又保持正常组织表型的目的,两步培养法是一种较理想的软骨细胞培养方法。

复合rhBMP-2聚-DL-乳酸接骨板的制备及生物相容性研究

目的研究以聚-DL-乳酸(poly-D,L-lacticacid,PDLLA)为载体复合rhBMP-2接骨板的制备,并观察其生物相容性,为临床应用提供理论依据。方法将rhBMP-2以0.05mg/板与PDLLA真空负压抽吸复合,制备复合rhBMP-2的PDLLA接骨板。新西兰大白兔32只,雌雄不限,体重(3.0±0.5)kg。制备双侧尺骨中段2.5mm骨及骨膜缺损模型。取右侧为实验组(n=32),采用复合rhBMP-2的PDLLA接骨板固定尺骨骨折处;左侧为对照组(n=32),采用普通PDLLA接骨板固定。于术后2、4、8和12周行大体、X线片和组织学观察,比较复合rhBMP-2的PDLLA接骨板与普通PDLLA接骨板的生物相容性。结果复合rhBMP-2的PDLLA接骨板孔隙率为90%,孔径150μm,拉伸强度>50MPa,三点抗弯强度>90MPa,特性黏度1.6dL/g(氯仿溶剂)。动物切口均于1～2周Ⅰ期愈合,动物饮食及活动恢复正常,无肢体活动受限及跛行。两种接骨板均固定牢固,骨折端无移位,材料逐步降解,实验组接骨板降解较对照组快。X线片:实验组术后2、4、8及12周骨折修复的X线阻射密度值分别为39.22±2.48、48.79±1.26、63.78±1.78及78.60±1.25;对照组分别为33.83±1.13、41.28±1.25、55.23±0.68及66.54±1.33,两组各时间点比较,差异均有统计学意义(P<0.01)。组织学观察,实验组接骨板与周围组织的相容性、成骨速度、骨再生量、再生髓腔结构等方面均优于对照组;实验组术后2、4、8及12周骨缺损区新骨形成面积百分比分别为0.106%±0.015%、0.292%±0.019%、0.457%±0.048%及0.601%±0.037%;对照组分别为0、0.193%±0.019%、0.339%±0.029%及0.574%±0.047%;不同时间点两组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论复合rhBMP-2的PDLLA接骨板生物相容性良好,较之普通PDLLA接骨板具有更良好骨诱导性和骨折修复能力。

动静态浸泡体系对聚乙交酯丙交酯体外降解产物的影响

目的:了解动静态浸泡体系对聚乙交酯丙交酯体外降解产物乳酸和乙醇酸生成的影响。方法:实验于2002-09/12在上海第二医科大学附属第九人民医院口腔材料科,上海市生物材料研究测试中心实验室进行。取2cm×2cm大小的聚乙交酯丙交酯材料片,浸泡介质为磷酸盐缓冲液(pH=7.4),分别在37℃恒温静态和动态(往返振荡速率为160次/min)条件下浸泡。于0周(浸泡前)以及浸泡后2,3,4,6,8和10周通过气相色谱法测定材料的水溶性降解产物乳酸及乙醇酸的质量,每时间点5片。在整个浸泡过程中,浸泡体系的浸泡介质不进行更换。推算标准品乙醇酸的衍生化标准曲线为:yG=a1x+b1;标准品乳酸的衍生化标准曲线为:yL=a2x+b2。由气相色谱图可计算出乙醇酸与苯甲酸的峰面积比值x1,再带入上述公式计算出乙醇酸和乳酸生成量。结果:动静态浸泡体系中聚乙交酯丙交酯降解产物乳酸和乙醇酸的质量生成情况:经过第0周(浸泡前),2,3,4,6,8和10周浸泡后,浸泡液中降解产物乳酸和乙醇酸的质量是增加的。在动态系统中生成的降解产物乳酸和乙醇酸均显著高于静态体系中生成的质量[(4.21±1.49),(3.76±1.52)mg,t=3.798,P<0.01;(23.30±6.73),(20.00±5.86)mg,t=3.865,P<0.01]。结论:动态体系可以促进降解产物乳酸和乙醇酸的质量生成,使材料降解速度加快。

探讨生物活性接骨板研制的动物实验模型

目的探索生物活性接骨板修复骨折和骨缺损的动物实验模型,为研制不同强度的生物活性接骨板、观察骨折和骨缺损修复的机制提供实验对象。方法通过观察2.0cm兔股骨骨折和去骨膜缺损动物模型、2.0cm兔胫骨骨折和去骨膜缺损动物模型以及2.0cm兔桡骨骨折和去骨膜缺损动物模型,比较三种不同动物实验模型在兔节段性骨折和缺损实验修复中的大体标本及其术后4周的X线图片,了解三种动物实验模型在生物活性接骨板研制中的优缺点。结果2.0cm兔股骨骨折和去骨膜缺损组及2.0cm兔胫骨骨折和去骨膜缺损组术后均出现固定石膏脱落,生物活性接骨板断裂,骨折和缺损部位移位等现象;而2.0cm兔桡骨骨折和去骨膜缺损组术后4周X片发现生物活性接骨板的固定和复位良好,并且有骨痂形成。结论2.0cm兔桡骨骨折和去骨膜缺损动物模型,较好地模拟人体骨折和骨缺损的愈合过程,可能是研制生物活性接骨板的最佳动物实验模型之一。

复合细胞和人工骨的富血小板血浆成骨能力研究

目的探讨复合细胞和人工骨的富血小板血浆(platelet-richplasma,PRP)促进骨缺损修复的能力。方法取新西兰大白兔骨髓,分离培养骨髓基质干细胞(marrowstromalstemcells,MSCs);取兔全血体外诱导培养为类成骨样细胞,应用低密度两次离心法制备PRP。取48只1岁左右新西兰大白兔建立双侧桡骨1.2cm骨缺损模型,根据缺损中植入材料的不同随机分为4组,每组12只。A组左侧PRP/MSCs/β-磷酸三钙(β-tricalciumphosphate,β-TCP),右侧MSCs/β-TCP;B组左侧自体骨,右侧PRP/MSCs/β-TCP;C组左侧自体骨,右侧MSCs/β-TCP;D组左侧PRP/β-TCP,右侧β-TCP。术后2、6及12周通过大体观察、X线片、组织学及生物力学观察桡骨缺损的愈合情况。结果制备的PRP血小板浓度稳定,约为全血的5.45±0.23倍。大体标本与X线片显示2、6周时PRP/MSCs/β-TCP在缺损处桥接及新生骨外形较自体骨差,与MSCs/β-TCP无明显区别;12周,PRP/MSCs/β-TCP在缺损处桥接及新生骨外形接近于自体骨,优于MSCs/β-TCP。组织学观察,在新生骨数量及成熟度方面,术后各时间点PRP/MSCs/β-TCP明显优于MSCs/β-TCP(P<0.05),PRP/MSCs/β-TCP与自体骨无差异(P>0.05);2、6周PRP/β-TCP与β-TCP无差异(P>0.05);12周PRP/β-TCP优于β-TCP(P<0.05)。新生骨生物力学强度检测,6、12周PRP/MSCs/β-TCP优于MSCs/β-TCP(P<0.05);6周PRP/MSCs/β-TCP小于自体骨(P<0.05),但12周与自体骨无差异(P>0.05);12周PRP/β-TCP与β-TCP无差异(P>0.05)。结论PRP复合MSCs和β-TCP显示出了良好的成骨能力,PRP可通过提高MSCs和成骨细胞的增殖与分化活性,促进骨缺损的修复。

椎孔外颈神经卡压综合征的鉴别性诊治

目的研究椎孔外颈神经卡压综合征的机制及其与颈椎病的鉴别方法。方法对椎孔外颈神经卡压综合征和后期经手术证实的颈椎病患者各20例,先联合应用肌肉松弛药物、扩血管药物、神经营养药物和COX-2抑制剂(塞来昔布)进行诊断性治疗,对于无明显效果的病例进行诊断性局部封闭,随访1年以上,观察临床疗效。结果15例椎孔外颈神经卡压综合征患者经诊断性治疗后获痊愈,5例经治疗后短期内症状缓解,复发后给予诊断性局部封闭,随访至今未见复发。20例后期经手术证实为颈椎病患者,对诊断性治疗,近期虽有一定疗效,但不理想,后期均采用手术治疗。结论椎孔外颈神经卡压综合征是以前、中及小斜角肌为主的颈前肌群和颈后肌群的腱性交叉纤维压迫颈丛、臂丛及颈神经后支所致,采用减轻软组织对椎孔外颈神经卡压的诊断性治疗,有助于同颈椎病相鉴别。

小肠黏膜下层/β-磷酸三钙复合骨支架材料修复大段骨缺损的能力

目的:观察小肠黏膜下层和小肠黏膜下层/β-磷酸三钙复合骨支架材料修复骨缺损的能力,评估其作为骨支架材料的应用价值。方法:实验于2003-10/2004-10在上海交通大学附属医院上海市第六人民医院动物实验室完成。取新西兰大白兔48只,随机分为小肠黏膜下层/β-磷酸三钙复合骨支架材料组、β-磷酸三钙组、小肠黏膜下层组和空白组4组,于双侧桡骨骨干中段做20mm长的骨缺损,每组的骨缺损处分别植入小肠黏膜下层/β-磷酸三钙复合骨支架材料、β-磷酸三钙、小肠黏膜下层,空白组不加任何添加物。分别在术后3,6,12、18周于植入处取材,并进行X射线摄片,组织学观察,新骨成骨面积定量分析和力学测试。结果:实验动物48只均进入结果分析,大体观察、X射线检查和组织学显示小肠黏膜下层/β-磷酸三钙复合骨支架材料组和β-磷酸三钙组均表现良好的成骨,材料逐渐吸收并由新生骨替代。小肠黏膜下层/β-磷酸三钙复合骨支架材料组比β-磷酸三钙组6周时骨痂形成量多,而且18周时塑形也更为完全。小肠黏膜下层组仅在两端骨断端和缺损区尺骨边缘有少量的成骨,材料逐渐吸收变软。空白组在骨缺损区无明显成骨。新骨成骨面积定量分析显示小肠黏膜下层/β-磷酸三钙复合骨支架材料组3,6。

PGLA降解产物对材料降解性能影响的体外研究

为了探讨PGLA材料的降解产物对材料本体降解性能的影响，本研究设计了体外两种浸泡体系——磷酸缓冲液（PBS）和人工血浆，分别在替换和不替换浸泡介质两组不同条件下，分析材料的质量损耗情况，并将不替换组的各时间段降解液进行pH值的测定，以判断环境的酸碱度对材料本体降解的作用。实验降解周期分别为2、3、4、6、8、10周。结果显示：在浸泡初期，人工血浆和PBS降解液中的质量损耗两者间无显著性差异（P〉0．05）；大约从2周到6周，不替液组中材料在两种介质内的降解速度显著快于相对应的同期换液组（P〈0．01）；不替换液组材料在PBS液中的降解快于在人工血浆中的降解，而且在整个降解周期内PBS降解液的pH值基本保持稳定（pH≈7．0～7．4），而人工血浆降解液中的pH值随着降解过程的不断进行，其pH值由7．5逐渐降到5．7左右，两种降解液pH值变化之间的差异具有显著的统计学意义（P〈0．01）。由此提示：在不替换浸泡介质的条件下，降解液中持续存在的降解产物显然影响材料本体的降解速度，PGLA材料的降解产物具有加速材料质量损耗的作用；环境的酸碱度对材料的降解会产生一定的影响，pH值越低，材料的降解速度越缓慢。

不同刺激参数对SD大鼠肌肉收缩的影响

目的研究不同电刺激参数对SD大鼠肌肉收缩的影响,为临床应用电刺激治疗周围神经损伤提供参考。方法采用低频脉冲发射器对SD大鼠的颈项部肌群进行局部电刺激。刺激时改变频率、脉宽、电压及占空比等参数,观察参数变化对肌肉收缩及动物行为的影响。同时记录受刺激肌肉的肌电图。结果 8只SD大鼠在10~60Hz的频率范围内,随频率增加肌肉收缩率逐步增强。肌电图结果显示在刺激频率不变的前提下,随脉宽的增加（50~200μs）,肌电幅值显著上升,且肌电幅值的变化与大鼠行为改变成正相关。结论不同的刺激参数可影响肌肉的收缩状态与强度,选择合适的参数可使失神经支配肌肉发生有节律地收缩,防止肌萎缩,并有助于建立局部肌痉挛动物模型。

可降解种植体在关节镜外科的应用进展

关节镜外科是矫形外科的一个分支。关节镜固定术后,骨软骨组织和可降解螺钉之间表现出良好的生物相容性。近来该领域的兴趣集中于研制膝关节外科ACL固定术的可降解螺钉、修复重建回旋肌和肩关节囊的可降解逢线及制动器。解决关节的修复重建问题已由原来采用金属种植体固定转向采用关节镜外科的可降解种植体固定方式。

纳米化表面钛合金内植物的界面组织学和生物力学评价

背景:假体松动是造成人工关节置换失败和翻修的主要原因之一。材料表面处理能够促进假体和骨组织界面的骨整合,提高假体的稳定性。目的:研究纳米化表面钛合金(Ti6A14V)內植物在动物体内的骨整合情况。方法:基于严重塑性变形原理制备纳米化表面钛合金。在比格犬股骨髁间植入普通表面、羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金内植物,置入后3个月取材,处死前行影像学观察,处死后取带有内植物的股骨髁制作不脱钙骨组织磨片,行Van Gieson苦味酸一品红染色,观察内植物和骨组织界面组织学情况,并进行骨动力学参数计算。同时行推出实验,比较不同表面内植物和骨组织界面生物力学情况。结果与结论:影像学检查,见内植物和骨组织结合良好;界面组织学可见羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金与骨界面有大量成熟骨小梁直接结合,两者界面骨结合率相似(P>0.05),但都优于普通表面钛合金(P<0.01);推出实验显示羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金內植物和骨组织的结合力相似(P>0.05),但都优于普通表面钛合金(P<0.001)。提示严重塑性变形原理制备的纳米化表面钛合金和羟基磷灰石表面钛合金一样具有成骨诱导活性,能够促进骨整合,具有良好的临床应用前景。

富血小板血浆促进骨修复的理论研究与临床实践(英文)

目的:归纳总结富血小板血浆的发展、作用机制及目前还存在的问题,为富血小板血浆的临床应用提供参考。资料来源:应用计算机检索Medline1995-01/2005-06关于富血小板血浆对骨修复的作用的相关文献。检索词“platelet-richplasma,bone,re-pair”,同时应用计算机检索万方数据库1998-01/2005-06期间的上述相关文章,限定文章语言种类为中文,检索词“富血小板血浆,骨,修复”。资料选择:选择有关富血小板血浆和骨修复的中外研究文献;未排除非随机对照的研究文献。资料提炼:49篇关于富血小板血浆与骨修复的文献,其中40篇符合标准。排除的9篇文献是因为重复的同一研究。对剩余的40篇文献进行分类整理,予以综述。资料综合:富血小板血浆在1998年首先被应用于临床修复下颌骨缺损,在颌面缺损处植入自体骨与富血小板血浆的复合物,骨密度影像测定发现富血小板血浆组与单用自体骨的对照组相比,其骨成熟度是对照组的1.62～2.61倍。在随后的这些年里,富血小板血浆已经在很多医学领域被用来促进组织修复,其特点:安全,简便,廉价。但目前仍有一些问题有待进一步研究和解决。结论:富血小板血浆包含多种生长因子,且已被证明可促进骨组织和软组织的修复。富血小板血浆经离心自体血而制成,制作简单,安全。由于是自源性的,根本上排除了疾病传播及免疫排斥的可能。

PGLA降解产物对机体主要生理功能的影响

降解产物的生物安全性是生物降解类材料生物学评价的重要内容。本文采用自体对照的方法,通过测定聚乙交酯丙交酯（PGLA）材料植入前后动物体内某些生化指标的变化,研究降解产物对机体主要脏器——肝肾功能的影响,探讨降解产物的在体生物可接受性。实验分别将不同大小的PGLA材料植入Wistar大白鼠和新西兰兔的背部皮下组织内,在动物的相同部位进行同样的手术切口和缝合作为对照,植入前和植入后2-10周的各不同时段,分别采集兔血和大鼠的尿液,测定尿素氮和尿肌酐、血清谷丙转氨酶、尿素和肌酐等生化指标。结果显示：植入后2-3周实验组尿样中的尿素氮和尿肌酐浓度出现明显的增高,与植入前比较,统计学上具有显著性差异（P〈0.01）;植入后第2周血清谷丙转氨酶略有所下降（P〈0.05）,而血尿素和血肌酐有较明显的增高（P〈0.01）,但自第4周起所有变化均恢复到了植入前的水平,且基本维持在一个相对恒定的范围。对照组手术前后的所有指标均未见明显的变化（P〉0.05）。由此提示：（1）PGLA降解产物对肾脏和肝脏组织无永久性的损伤;（2）选用自体对照法,通过检测动物血液和尿液中主要生化指标的变化来评价PGLA降解产物对生物体全身生物学的影响作用被初步证明是一种有效而可行的研究方法;（3）在活体上评价降解产物的生物可接受性具有客观、灵敏、减少动物使用数量、可直接观察体内动态变化、能评估产物对生理功能影响等优点,为生物可降解材料的生物学评价提供新的检测途径。

miRNA-210在股骨头坏死患者血浆中的表达变化

目的观察miRNA-210在股骨头坏死患者血浆中的表达变化,探讨miRNA-210与股骨头坏死患者血供的关系。方法采用实时定量PCR技术检测股骨头坏死患者及对照组正常人血浆中miRNA-210水平变化。结果股骨头坏死病人血浆中miRNA-210的表达水平高于正常人。结论 miRNA-210在股骨头坏死过程可能起着调控作用,提示miRNA在股骨头坏死的发生发展过程中可能起着重要调控作用,有必要深入研究。

HDAC家族基因在缺血性脑损伤后大鼠脑组织中的表达变化

目的观察缺血性脑损伤后大鼠缺血皮质区HDAC家族基因的表达变化规律,探讨HDAC对脑缺血后血管新生的可能影响。方法实验分为缺血后1d组和假手术组(n=3),缺血组采用线栓法制作大脑中动脉阻塞模型,于缺血后1d处死大鼠,取缺血皮质区用于实验;假手术组仅暴露动脉。提取各实验组脑缺血皮质区的总RNA,Real time PCR比较各实验组HDAC家族基因的表达水平。结果脑缺血后HDAC1表达显著上调。结论脑缺血后HDAC1表达显著上调,HDAC家族基因可能在促进脑缺血后血管新生过程中起重要作用。

不同电刺激参数致颈神经椎孔外卡压动物模型的建立

背景:研究证实,电刺激可诱发局部肌肉痉挛,从而产生周围神经压迫的过程,能较好地模拟临床患者发病的实际情况。目的:观察不同电刺激参数对大鼠肌肉收缩的影响,以及局部电刺激致椎孔外颈神经卡压的可能性。设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2005-09/2007-04在上海交通大学医学院附属上海市第六人民医院骨科及中心实验室完成。材料:68只健康成年SD大鼠,随机选择8只作为刺激参数的选择,其余60只分为实验组(n=40)、假手术组(n=10)、植入导线组(n=10),以大鼠右侧为实验侧,同时行自身对侧对照。方法:切开大鼠颈后正中表皮,显露脊神经后支皮支及其所支配的颈部后外侧肌群,使用低频脉冲发射器对上述肌肉进行电刺激,发射器的输出范围为:电压0～40V,频率1～111Hz,脉宽0～1000ms。观察局部及全身对各种刺激的反应,同时记录局部肌电变化,确立建立周围神经卡压模型的合适刺激参数。显露大鼠右侧颈后、外侧肌群及颈神经后肢支配区域,将两个电极末端裸露导线部分固定于肌群中,电极缝合于肌肉上,实验组将设定合适刺激参数的电刺激器植入大鼠腹部皮下,电极导线经颈背部皮下隧道连接至颈部,假手术组不植入刺激器,植入导线组植入包有硅胶套管的电极导线。主要观察指标:植入后2,3,4,5周观察动物神经电生理及组织学改变。结果:动物局部及全身反应强度随电刺激脉宽的增加而增加,当脉宽固定时,动物的全身或局部表现随频率变化不明显。肌电幅值随脉宽增加显著上升,而当脉宽固定时,肌电幅值随频率增加,并无升高。结合电刺激时大鼠局部肌肉收缩强度与肌电图测定结果发现,肌电幅值与收缩强度之间存在明显正相关,初步确定了建立动物模型的合适刺激参数为:50Hz、200μs、刺激间隔时间1/3s、20V。对大鼠电刺激2周后,神经电生理检测可发现失神经电位,此后变化程度随时间增加而逐步加重;组织学检测发现,局部中性细胞聚集,毛细血管扩张,内皮细胞增生,肌细胞萎缩,间隙增大,间质肉芽组织再生等神经卡压的特征性病理改变,其中肌纤维横断面经慢性电刺激后逐渐缩小,局部肌萎缩加重。结论:不同的刺激参数可影响肌肉的收缩状态与强度,在一定的刺激参数作用下,可诱发肌肉进行有效的收缩。

植入式神经电刺激系统的研究和应用

功能性电刺激疗法是使用低频电流刺激失去神经控制的神经、肌肉及其他靶器官，达到防止肌肉萎缩、促进神经再生、缓解疼痛、改善器官及肢体功能的方法；而植入式神经电刺激系统的基础研究，将有助于因脊髓损伤导致的瘫痪、周期性偏头痛等疑难杂症的治疗，造福于患者。