КОНДУИТ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ПОВРЕЖДЕННОГО ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО НЕРВА

Полезная модель относится к медицине, а именно к медицинской технике и может быть использована в нейрохирургии для лечения дефектов периферических нервов у экспериментальных животных.
Травматические поражения периферических нервов является одной из важнейших проблем нейрохирургии. В структуре неврологических больных патология периферической нервной системы составляет 48-52%, занимая при этом первое место по степени потери трудоспособности. Наибольшие трудности представляет лечение больных с повреждением нервных стволов при наличии дефекта. Каждый год в России до 7 тыс. человек нуждаются в хирургическом лечении по поводу травм периферических нервов [1].
Актуальность данной проблемы подтверждается высоким удельным весом повреждений нервов преимущественно у лиц молодого и среднего возраста. Повреждения приводят к длительной потере трудоспособности, а в большинстве случаях - и к инвалидности. Все это требует специального внимания к проблеме хирургического лечения посттравматических поражений периферических нервов [2].
В настоящее время для замещения дефекта периферического нерва и стимуляции его регенерации предложено большое количество способов и устройств: непосредственное сшивание концов нерва, аутотрасплантация нерва, бесклеточные аллотрансплантаты, использование направляющих трубок (кондуитов) из биологических и синтетических материалов [3].
Однако, наряду с неоспоримыми достоинствами, все предложенные методики имеют существенные недостатки, которые заставляют искать новые эффективные способы и устройства для регенерации нервных волокон.
Известно устройство для регенерации поврежденного периферического нерва, взятого в качестве прототипа [4]. Устройство выполнено в виде полой трубки с ровными краями. Стенка трубки выполнена из силикона толщиной 0,5-2 мм [5]. Длина и диаметр трубки зависят от толщины нервного волокна и величины дефекта. Использование устройства способствует прорастанию нервных волокон в определенном направлении; за счет антиадгезивных свойств силикона, устройство препятствует врастанию фибробластов в область дефекта, что снижает вероятность формирования невромы [6].
Однако, при использовании данного устройства могут развиваться осложнения от введения чужеродного материала [7]. Ввиду того, что стенка трубки выполнена из тонкого эластичного материала, возможно сдавление регенерирующего нерва окружающими тканями, и, как следствие образование компрессионного синдрома, а также, связанный с этим, повышение риска нарушения целостности шва нерва в проксимальном и дистальном отделах [8]. Данное устройство может использоваться только при дефекте нерва не более 5 мм [9]. Кроме того, несмотря на то, что силиконовая трубка способствует регенерации нервных волокон в определенном направлении, возможна дезориентация регенерирующих нервных волокон внутри самого кондуита, что, несомненно, снижает эффективность лечения и результат в целом [10].
Для повышения эффективности лечения поврежденного периферического нерва за счет снижения реакции организма на чужеродный материал, повышения устойчивости устройства к сдавлению расположенного в нем нерва, предупреждения дезориентации регенерирующих аксонов, кондуит выполнен в виде полого цилиндра, содержащего центральную часть и две концевые манжеты. Внутри центральной части цилиндра продольно расположены три прямоугольных пластины, неподвижно соединенные со стенкой цилиндра и сходящиеся к оси цилиндра под углом 120°. По краям окружности манжет в стенке цилиндра расположены 6-12 отверстий.
Диаметр и длина цилиндра зависят от толщины поврежденного нерва и величины дефекта. Оптимальное соотношение длины центральной части кондуита и концевых манжет - 1:4:1. Толщина стенки и пластин устройства - 0,5-1,0 мм.
Устройство выполнено из полиамида (РА 2201 natural) на основе линейных синтетических высокомолекулярных соединений, содержащих в основной цепи амидные группы -CONH-.
На сегодняшний день полиамид является одним из лучших и распространенных синтетических материалов для изготовления изделий медицинского назначения. Это обусловлено его гипоаллергенностью, биосовместимостью, эластичностью и высокой прочностью, устойчивостью к воздействию окружающей среды, а также высокой точностью изготовления изделий [11].
Конструкция полезной модели поясняется рисунками, где на Фиг. 1 представлен общий вид устройства, на Фиг. 2 представлен поперечный разрез кондуита на уровне центральной части. Цифрами обозначены:
1. - Центральная часть;
2. - Концевые манжеты;
3. - Прямоугольные пластины;
4. - Отверстия;
5. - Стенка цилиндра;
Устройство работает следующим образом:
1. - Под анестезией выделяют проксимальный и дистальный отделы пораженного нерва;
2. - Удаляют эпиневрий (выделяют периневрий) на 1-2 мм, в зависимости от диаметра нерва, с обоих концов дефекта;
3. - Подбирают размер кондуита, в зависимости от величины дефекта;
4. - Накладывают кондуит в область дефекта;
5. - Дистальный отдел поврежденного нерва устанавливают в концевую манжету (2) до упора с продольными пластинами (3) центральной части (1) устройства;
6 - Выполняют наложение фиксирующих швов эпиневрия дистального конца нерва с кондуитом через отверстия (4) концевой манжеты (2);
7 - Подобные действия выполняют с проксимальным отделом нерва, соблюдая при этом соосное направление нервных пучков периневрия.
Для проверки работоспособности устройства был проведен эксперимент на кроликах скрещенной породы Великан и Фландр в количестве 8 особей женского пола; вес животных составлял - 6-8 килограммов, возраст - 6-8 месяцев. Животные содержались в стандартных условиях вивария с режимом день/ночь, со свободным доступом к воде и пище. Содержание и использование лабораторных животных соответствовало общепризнанным правилам, рекомендациям местного этического комитета и национальным законом.
Эксперименты на кроликах выполнены под общей анестезией Пропофол 10 мг/мл (дозировка: 18-25 мг/кг/ч). По задней поверхности бедра от левого коленного сустава в проксимальном направлении в проекции седалищного нерва производят разрез кожи длиной 4-5 см. Тупым способом разъединяют мышцы задней поверхности бедра и выделяют седалищный нерв. При помощи острой бритвы строго поперечно оси нервного ствола, под оптическим увеличением бинокулярной лупы, формируют дефект выделенного левого седалищного нерва длиной 5-8 мм, выделяют проксимальный и дистальный отделы пораженного нерва, удаляют эпиневрий по 1-2 мм, в зависимости от величины дефекта, с обоих концов нерва (выделяют периневрий), накладывают на область дефекта нервного волокна кондуит длиной, соответствующей размеру дефекта, диаметром 4-5 мм (диаметр седалищного нерва кроликов 4-5 мм). Дистальный отдел поврежденного нерва животных, освобожденный от эпиневрия, вводят в концевую манжету до упора с продольными пластинами центральной части устройства, производят наложение фиксирующих швов (Нейлон 9/0) «кондуит-нерв», посредством сшивания эпиневрия с концевой манжетой через отверстия. Подобные действия выполняют с проксимальным отделом нерва экспериментальных животных, соблюдая при этом соосное направление нервных пучков периневрия. После этого проводят послойное ушивание операционной раны и иммобилизацию конечности. Оперативные вмешательства проводят при соблюдении всех правил асептики и антисептики. Послеоперационных животных содержат отдельно, обеспечив тщательный уход и полноценное питание. Состояние оперированных животных контролировалось на протяжении всего эксперимента.
Пример конкретного выполнения.
Кролику №48 под общей анестезией Пропофол 10 мг/мл (дозировка: 80 мг), по задней поверхности бедра от левого коленного сустава в проксимальном направлении в проекции седалищного нерва произвели разрез кожи длиной 4 см. Тупым способом разъединили мышцы задней поверхности бедра и выделили седалищный нерв. При помощи острой бритвы строго поперечно оси нервного ствола, под оптическим увеличением бинокулярной лупы, кролику сформировали дефект выделенного левого седалищного нерва длиной 8 мм. Выделили проксимальный и дистальный отделы пораженного нерва. Удалили эпиневрий по 2 мм с обоих концов нерва, наложили на область дефекта нервного волокна кондуит длиной 10 мм, диаметром 4 мм. Дистальный отдел поврежденного нерва, освобожденный от эпиневрия, ввели в концевую манжету до упора с продольными пластинами центральной части устройства на расстояние 2 мм, затем произвели наложение 6 фиксирующих швов (Нейлон 9/0) «кондуит-нерв», посредством сшивания эпиневрия с концевой манжетой через отверстия. Подобные действия выполнили с проксимальным отделом нерва кролика, соблюдая при этом соосное направление нервных пучков периневрия. После этого послойно ушили операционную рану и выполнили иммобилизацию конечности.
На 28 сутки провели оценку восстановления двигательной активности конечности (SFI), электромиографию (ЭМГ). На 35 сутки выполнили выведение животного из эксперимента - под общей анестезией Пропофол 10 мг/мл (дозировка: 80 мг) внутривенно струйно вводился хлорид калия (дозировка: 400 мг), после остановки дыхания и сердцебиения проводился забор седалищных нервов задних конечностей. Для морфологического исследования участка нерва препарат фиксировался в 10%-ном нейтральном растворе формалина.
Эффективность регенерации нервного волокна проводили по функциональному тесту оценки восстановления двигательной активности конечности (SFI) [12], данных электромиографии (ЭМГ) [13]. В качестве сравнения эффективности служили интактные седалищные нервы правой конечности данных кроликов. Оценка достоверности результатов исследования проводилась по критерию Манна Уитни(р<0.05) [14].
Результаты представлены в таблице.
*р<0.05
Представленные данные отражают положительную динамику процесса восстановления поврежденного периферического нерва: прослеживается тенденция к восстановлению амплитуды мышечного сокращения при раздражении импульсным током и длительности ответной реакции, а также восстановлению показателей двигательной активности животных.
Гистологическое исследование регенерирующих нервных волокон проводили на 35-е сутки на срезах толщиной 0,5-60 мкм; окраска: гематоксилин-эозин; увеличение: об. 40 ок. 10; на микроскопе Leica DM2500. В препаратах преобладает молодая грануляционная ткань, количество адипоцитов увеличено. Регенерирующие осевые цилиндры в области швов имеют равномерное, продольное направление, соединяются между собой, образуя синцитиальные сплетения, прослеживается продвижение шванновских клеток и рост осевых цилиндров. Отмечаются тянущиеся на пути кровеносные сосуды, проникающие в эпиневральную клетчатку. Между концами прерванного нерва присутствуют многократно делящиеся, и имеющие продольное направление аксоны, которые активно растут внутри шванновских тяжей.
Таким образом, использование предлагаемого кондуита является эффективным при оперативных вмешательствах по восстановлению поврежденного периферического нерва у экспериментальных животных.
1. Древаль О.Н., Оглезнев К.Я., Кузнецов А.В. и др.: Патология периферической нервной системы. В кн.: Руководство по нейрохирургии. Под редакцией проф. Древаля О.Н. Том 2 Геотар-медиа. Москва. 2015 С. 635-734.
2. Оглезнев К.Я., Ахметов К.К., Сак Л.Д. и др.: Диагностика и микрохирургия травматических повреждений плечевого сплетения и корешков спинного мозга, которые образуют его. В сб. науч. тр.: Микрохирургия травматических повреждений периферических нервов. Москва, 1983, стр. 10-29.
3. Челышев Ю.А., Богов А.А. Экспериментальное обоснование применение кондуитов нерва// Неврологический вестник. - 2008. - Т.XL, вып. 4. - с 101-109
4. Chen YS, Hsieh CL, Tsai CC, et al. Peripheral nerve regeneration using silicone rubber chambers filled with collagen, laminin and fibronectin. Biomaterials 2000; 21: 1541-1547
5. P. Konofaos and J. P. Ver Halen, "Nerve repair by means of tubulization: past, present, future," Journal of Reconstructive Microsurgery, vol. 29, no. 3, pp. 149-164, 2013.
6. Lundborg G, Rosen B, Dahlin L, Danielsen N, Holmberg J. Tubular versus conventional repair of median and ulnar nerves in the human forearm: early results from a prospective, randomized, clinical study. J Hand Surg Am 1997; 22: 99-106
1
7. Dahlin, L.B. Tissue response to silicone tubes used to repairhuman median and ulnar nerves / L.B. Dahlin, L. Anagnostaki, G. Lundborg // J. Plast. Reconstr. Surg. Hand Surg. - 2001. - Vol. 35,  1. - P. 29-34.
8. G. Lundborg, B. Rosen, L. Dahlin, J. Holmberg, and I. Rosen, "Tubular repair of the median or ulnar nerve in the human forearm: a 5-year follow-up," Journal of Hand Surgery, vol. 29, no. 2, pp. 100-107, 2004.
9. P. Konofaos and J.P. Ver Halen, "Nerve repair by means of tubulization: past, present, future," Journal of Reconstructive Microsurgery, vol. 29, no. 3, pp. 149-164, 2013.
10. G. Lundborg, L.B. Dahlin, and N. Danielsen, "Ulnar nerve repair by the silicone chamber technique," Scandinavian Journal of Plastic and Reconstructive Surgery and Hand Surgery, vol. 25, no. 1, pp. 79-82, 1991.
11. У.E. Нелсон. Технология пластмасс на основе полиамидов. - Пер. с англ./Под ред. А.Я. Малкина. - М.: Химия, 1979. - 256 с., ил. Лондон, Бостон, 1976.
12. Thomas М. Brushart. «Nerve Repair» - Oxford University, 2011 - с. 146-152.
13. Касаткина Л.Ф., Гильванова О.В., Электромиографические методы исследования в диагностике нервно-мышечных заболеваний. Игольчатая электромиография, М., 2010.
14. Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. - Л., 1973.