Κατευθυνόμενη νευρική αναγέννηση με χρήση διαμερισματοποιημένων συνθετικών νευρικών μοσχευμάτων

Abstract

Purpose: The present perspective comparative research based on rats utilizes a compartmentalized synthetic e-PTFE three-wire neural tube in order to repair sciatic nerve deficits by directed bundle regeneration. The purpose of this study is to evaluate the effectiveness of the proposed method and to compare it with other techniques applied in the field of repairing nerve deficits.Design / methodology / approach: Eighty subjects were randomised into 5 groups. In group A, a femoral nerve incision and a final suture were performed. In group B, a 1 cm long section of nerve was removed, which was used after inversion as an implant in order to bridge the nerve deficit. In groups C and D, a 1 cm segment of nerve was removed and restored using an artificial e-PTFE tube. The duct is specially constructed so that it has three grooves, the same as the ligaments of the sciatic nerve in the femur. In the D group the duct was additionally enriched with Schwann cells with a view to potentially enhancing the regenerative capacity of the nerve. Finally, in group E, the nerve was dissected without any rehabilitation (control group). Sequential measurements, such as gait kinetics and gastrocnemius muscle weight correlation, as well as electromyography and histologic-microscopic evaluation after 180 days were used to assess neural regeneration. Findings: In all cases except group E, neural regeneration and muscle re-nervation were achieved. Analysis of the axillary nerve apertures shows a statistically significant difference between groups C and D (p=0.007) and a statistically significant difference was detected between all groups and group E. The above findings support the use of the specially constructed duct utilized in the present study, with particularly positive effects regarding its enrichment with Schwann cells.Originality / value: The experimental model demonstrates that neural deficits can be bridged using compartmentalized e-PTFE neural pathways. Selecting the appropriate methods in order to achieve treatment of neural deficit caused by injury is considered an area of increased research interest, given the importance of restoring existing damage in the context of achieving a satisfactory level of functioning. The findings of the present study highlight the potential of a specially constructed e-PTFE conduit and its enrichment with Schwann cells, with particularly promising implementations in the field of neurosurgical rehabilitation

Σκοπός: Πρόκειται για προοπτική συγκριτική πειραματική μελέτη σε επίμυες, στην οποία γίνεται χρήση διαμερισματοποιημένου συνθετικού νευρικού αγωγού τριών αυλών από e-PTFE επιδιώκοντας την αποκατάσταση νευρικών ελλειμμάτων του ισχιακού νεύρου με κατευθυνόμενη δεσμιδική αναγέννηση. Σκοπός της παρούσας μελέτης αποτελεί η αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της μεθόδου και η σύγκριση αυτής με άλλες τεχνικές αποκατάστασης νευρικών ελλειμμάτων. Σχεδιασμός / μεθοδολογία / προσέγγιση: Ογδόντα επίμυες τυχαιοποιήθηκαν σε 5 ομάδες. Στην Α ομάδα πραγματοποιήθηκε διατομή του ισχιακού νεύρου και τελικοτελική συρραφή. Στη Β ομάδα έγινε αφαίρεση τμήματος νεύρου μήκους 1 cm, που χρησιμοποιήθηκε μετά από αναστροφή ως αυτομόσχευμα για γεφύρωση του νευρικού ελλείμματος. Στις ομάδες Γ και Δ έγινε αφαίρεση τμήματος νεύρου μήκους 1 cm, που αποκαταστάθηκε με χρήση τεχνητού αγωγού από e-PTFE. Ο αγωγός είναι ειδικά κατασκευασμένος ώστε να διαθέτει τρείς αυλούς, όσους δηλαδή οι δεσμίδες του ισχιακού νεύρου του επίμυος. Στην Δ ομάδα επιπροσθέτως ο αγωγός εμπλουτίστηκε με κύτταρα του Schwann, αποβλέποντας στην πιθανή ενίσχυση της αναγεννητικής ικανότητας του νεύρου. Τέλος, στην Ε ομάδα έγινε διατομή του νεύρου χωρίς να ακολουθήσει αποκατάσταση με οποιονδήποτε τρόπο (ομάδα ελέγχου). Για την αξιολόγηση της νευρικής αναγέννησης χρησιμοποιήθηκαν τόσο διαδοχικές μετρήσεις, όπως η κινηματική της βάδισης και συσχετισμός του βάρους του γαστροκνήμιου μυός, ηλεκτρομυογραφική και ιστολογική-μικροσκοπική αξιολόγηση μετά από 180 ημέρες. Ευρήματα: Σε όλες τις περιπτώσεις, πλην της Ε ομάδας, επετεύχθη νευρική αναγέννηση και επανανεύρωση των μυών. Από την ανάλυση των άπω τμημάτων των ισχιακών νεύρων προκύπτει ότι υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά ανάμεσα στις ομάδες Γ και Δ (p=0,007), ενώ υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά όλων των ομάδων ως προς την ομάδα Ε. Τα ανωτέρω ευρήματα συνηγορούν υπέρ της αξιοποίησης του ειδικά κατασκευασμένου αγωγού, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα μελέτη, με ιδιαιτέρως θετικά τα αποτελέσματα του εμπλουτισμού αυτού με κύτταρα του Schwann. Πρωτοτυπία / αξία: Το πειραματικό μοντέλο αποδεικνύει ότι νευρικά ελλείμματα μπορεί να γεφυρωθούν με χρήση διαμερισματοποιημένων νευρικών αγωγών από e-PTFE. Η επιλογή των βέλτιστων μεθόδων προκειμένου να επιτευχθεί η αντιμετώπιση του προκαλούμενου, λόγω της κάκωσης, νευρικού ελλείμματος αποτελεί πεδίο αυξημένου ερευνητικού ενδιαφέροντος, δεδομένης της σημασίας της αποκατάστασης της υφιστάμενης βλάβης στο πλαίσιο επανάκτησης ενός ικανοποιητικού επιπέδου λειτουργικότητας. Μέσω των ευρημάτων της παρούσας μελέτης επιτυγχάνεται η ανάδειξη της δυναμικής ειδικά κατασκευασμένου αγωγού από e-PTFE, αλλά και ο εμπλουτισμός αυτού με κύτταρα του Schwann, με ιδιαίτερα αισιόδοξες προεκτάσεις στον τομέα της νευροχειρουργικής αποκατάστασης.