CC BY
23
©Коллектив авторов, 1995
ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ И НЕЙРОГИСТОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕИННЕРВАЦИИ МЫШЦ ПРИ СШИВАНИИ УДЛИНЕННЫХ ОТРЕЗКОВ ПОВРЕЖДЕННОГО НЕРВА И ПРИ ИМПЛАНТАЦИИ УДЛИНЕННОЙ ПРОКСИМАЛЬНОЙ КУЛЬТИ НЕРВА В МЫШЦУ
Н.А.Щудло, М.М.Щудло, А.Б.Кузнецова, М.С.Сайфутдинов, Т.В.Сизова
Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г.А.Илизарова, г. Курган (Генеральный директор - академик РАМТН, д.м.н., профессор В.И.Шевцов)
У 24 взрослых беспородных собак моделировали дефект седалищного нерва или его большеберцовой порции на границе средней и нижней трети бедра. На конечность накладывали аппарат Илизарова со специальными приставками, с помощью которых производили дозированную тракцию либо проксимальной культи большеберцового нерва в направлении латеральной головки икроножной мышцы, либо обоих отрезков седалищного нерва навстречу друг другу. Максимальное суммарное удлинение последних составило около 6 см, удлинение одной проксимальной культи - около 4 см. После нейроррафии удлинённых отрезков или имплантации удлинённой проксимальной культи в мышцу обнаружены достоверные гистологические и электрофизиологические признаки реиннервации. Ключевые слова: нерв, дефект, дознрованная тракция, реиннервация.
ВВЕДЕНИЕ
Отрывы нервов непосредственно от мышц названы участниками симпозиума "Травма периферической нервной системы", проходившего в рамках 4 Всесоюзного съезда нейрохирургов [1], в качестве одной из пяти наиболее сложных и актуальных проблем, которой в дальнейших научных исследованиях следует уделить особое внимание с целью разработки микрохирургических методов восстановления иннервации подобных мышц. К этой же группе отнесены и травмы нервов со значительным диастазом между их концами. Сочетание этих двух вариантов повреждений нервных стволов составляет проблему ещё более сложную.
В литературе описан способ реиннервации мышц при таких дефектах с использованием свободного аутотрансплантата, один конец которого имплантируют в денервированную мышцу через разрез перимизия, а второй сшивают с проксимальным концом поврежденного нервного ствола [2]. Однако, данный способ обладает всеми недостатками, присущими аутотранс-плантации нервов. При иссечении аутотрансплантата неизбежно практически уничтожается
нерв-донор; процесс реиннервации мышцы отсрочен во времени, так как может начаться только после прорастания регенерирующих аксонов через аутотрансплантат по всей его длине, что происходит далеко не во всех случаях из-за склерозирования аутотрансплантата или некроза его в связи с недостаточным кровоснабжением. Не исключено также рубцевание зоны имплантации в мышцу конца аутотрансплантата за время невротизации последнего, что может создать дополнительные препятствия для врастания нервных волокон в мышцу.
Использование "эффекта Илизарова" для стимуляции напряжением растяжения регенерации и роста тканей [3] позволило разработать способы возмещения без трансплантации дефектов нервных стволов [4,5] и невротизации денервированой мышцы проксимальной культей поврежденного нерва, выращенной на необходимую величину дозированной тракцией [6]. Настоящее сообщение посвящено экспериментально-морфологическому обоснованию этих способов.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
У 24 взрослых беспородных собак моделировали дефект седалищного нерва или его большеберцовой порции на границе средней и нижней трети бедра. На конечность накладывали аппарат Илизарова, суставы фиксировали в среднефизиологическом положении. На опорах аппарата монтировали специальные приставки [7] и с их помощью производили либо встречное удлинение дозированной тракцией обоих отрезков седалищного нерва (20 собак), либо удлинение проксимальной культи большеберцового нерва в направлении латеральной головки икроножной мышцы (4 собаки). У 10 животных после встречного удлинения была выполнена
нейроррафия, а у одного проведена микрохирургическая имплантация удлинённой культи большеберцовой порции седалищного нерва в латеральную головку икроножной мышцы.
Электромиографические исследования по стандартной методике [8] в модификации к.б.н. А.П.Шеина проводили ежемесячно в течение первого года эксперимента и каждые полгода при наблюдении свыше года. Вызванная и фоновая биоэлектрическая активность икроножной и передней большеберцовой мышц регистрировалась с помощью электромиографа 14А30 фирмы (Дания) биполярно (электрод 13К13) и монополярно электродом с модифици-
<
рованными отводящими поверхностями в виде игл. Активный полюс .электрода погружался в брюшко мышцы, а индифферентный - под кожу в область сухожилия (рис.1). Вызванную биоэлектрическую активность получали в результате раздражения седалищного нерва выше области повреждения через игольчатый раздражающий электрод прямоугольными импульсами длительностью 1 мс с заведомо супрамакси-мальной для М-ответов амплитудой.
13 животных были выведены из эксперимента на разных этапах удлинения, остальные животные - через месяц после имплантации и в разные сроки (до 18 месяцев) после нейрорра-фии. Седалищный и берцовые нервы, передняя большеберцовая и икроножная мышцы подвергались нейрогистологическому исследованию на светооптическом уровне. Часть материала после соответствующей обработки изучена в трансмиссионном электронном микроскопе ШМ-100В фирмы ДЕОЬ (Япония).
Рис.1. Схема электрофизиологического исследования. 1 - проксимальный участок седалищного нерва. 2 - дефект нерва. 3 - дистальный участок нерва. 4 - тестируемая мышца. 5 - электромиограф. 5.1.1 - ЭМГ-усилитель. 5.1.2 -ЭМГ-усилитель. 5.2 - монитор. 5.3 - электростимулятор. 6 - раздражающий игольчатый электрод. 7 - биполярный отводящий электрод 13К13. 8 - монополярный отводящий электрод.
РЕЗУЛЬТАТЫ
При электрофизиологических исследованиях на этапе удлинения отрезков поврежденного нерва в тестируемых мышцах регистрировался биоэлектрический фон, представленный высокоамплитудными незатухающими потенциалами денервации. При изучении гистологических препаратов установлено, что в подвергающихся дозированному растяжению культях поврежденных нервов, отступив на 2-3 мм от их торцов, формируются зоны тракционного роста, представленные обильно васкуляризованным эгашеврием и удлиненными периневральными трубками, заполненными строго вдоль нерва ориентированными бюнгнеровыми лентами -цепочками шванновских клеток, не содержащими продуктов распада нервных волокон. Продольные размеры каждой такой зоны соответствуют достигнутому удлинению отрезка нерва (в описываемых экспериментах по встречной тракции удлинение проксимального отрезка составляло от 4 до 21 мм, диетального - от 4 до
22 мм, удлинение культи большеберцовой порции седалищного нерва составило от 35 до 37 мм). К 4 неделям тракции зона роста проксимального отрезка на всем протяжении невроти-зируется врастающими в нее многочисленными ответвлениями сохранившихся старых аксонов. Значительная часть этих молодых аксонов достигает торца отрезка, но в то же время не образует структур, типичных для концевых невром [9].
В результате создаются оптимальные условия для регенерации поврежденного нерва после сшивания удлиненных его концов, а в случае имплантации (рис.2) выращенной дозированной тракцией проксимальной культи в соответствующую денервированную мышцу - для ее невротизации (рис.3, 4). В последнем случае уже через месяц обнаруживаются морфологические признаки активной реиннервации мышцы с формированием чувствительных и двигательных нервных окончаний (рис.5).
ются ритмические потенциалы (в икроножной всегда чуть раньше). К 5-6 месяцам денерваци-онный фон полностью исчезает. Восстановление М-ответов в это время (рис.7) протекает в две фазы: примерно до шестого месяца происходит быстрое увеличение амплитуды М-ответа (первая фаза), а затем (вторая фаза - медленного прироста) процесс постепенно, к годичному сроку, выходит на плато и испытывает некоторые колебания вблизи уровня, соответствующего амплитудам М-ответов мышц в дооперацион-ном периоде и на контрлатеральной конечности.
После нейроррафии аналогичные картины (рис.6) обнаруживаются к исходу второго месяца в икроножной и на 2-3 месяце в' передней большеберцовой мышце.
На последующих этапах концевые нервные приборы приобретают признаки зрелой структуры.
Первые признаки М-ответов при биполярном отведении появлялись в икроножной мышце через месяц, а в передней большеберцовой - через 2 месяца после нейроррафии; денер-вационный фон при этом постепенно снижался. На 3-4 месяцах в тестируемых мышцах появля-
Рис.2. Анатомический препарат берцовых нервов верхней трети правой голени. 1 - выращенный участок большеберцового нерва, 2 - малоберцовый нерв, 3 - латеральное брюшко икроножной мышцы.
Рис.3. Спраутинг аксонов из удлиненной проксимальной культи большеберцового нерва в тканях икроножной мышцы через месяц после имплантации. Импрегнация по Рассказовой. Об.- 2,5х; ок.- 7х.
Рис.4. Обильная невротизация пери- и эндомизия волокнами имплантированного нерва. Импрегнация по Рассказовой. Об.- 6,3х; ок.- 7х.
Рнс.5. Новообразующиеся чувствительные (а) и двигательные (б) нервные окончания в икроножной мышце через I месяц после имплантации в нее выращенного дозированной тракцией проксимального конца большеберцового нерва. Импрегнация по Рассказовой. а: об.- 16х; ок.- 7х. б: об.- 40х; ок.- 10х
Рис.6. Чувствительные (а, б) и двигательные (в, г, д) концевые нервные приборы, формирующиеся в передней большеберцовой (а, в) и икроножной (б, г, д) мышцах через 2 месяца после нейроррафии удлиненных встречной тракцией отрезков седалищного нерва. Импрегнация по Рассказовой. Об,- 40х; ок.- 7х.
20000 юооо
5000
2000, 1000
ко
юо
• •
а • * •
хооо 20000 юооо
5000
2000 1000
500
ЮО
• •
s : •
1
гот
ЮООО4
500C
2000L m
500
№
тоо 20000 юа»'
¡ООО
гооо
IООО
500
100
• •
• •
Рис.7. Динамика значений амплитуды М-ответов тестируемых мышц после нейроррафии. По оси абсцисс - сроки после нейроррафии в месяцах, по оси ординат - амплитуды М-ответов в микровольтах. А - икроножная мышца, биполярное отведение. Б - икроножная мышца, монополярное отведение. В - передняя большеберцовая мышца, биполярное отведение. Г - передняя большеберцовая мышца, монополярное отведение.
ОБСУЖДЕНИЕ
Таким образом, предложенный способ позволяет возместить дефект и осуществить ре-иннервацию мышцы, не прибегая к иссечению нерва-донора для получения аутотрансплантата и, следовательно, не нанося дополнительного вреда организму. На уровне освежения удлиненного проксимального отрезка нерва, выполняемого во время нейроррафии или имплантации в мышцу, формируется широкий фронт молодых растущих аксонов. Свободные от продуктов распада выращенные бюнгнеровы ленты ди-стального отрезка либо денервированная мышца служат для них адекватным морфологическим субстратом. Выращенный в процессе дозированной тракции нерв не подвержен склерозированию и рубцовому перерождению в силу сохранения связи с центром, и кроме того, он лучше обычного, не говоря уж об аутотранспланта-те, васкуляризован и содержит активированные дозированным растяжением интенсивно расту-
щие нервные волокна, в результате чего процессы реиннервации начинаются сразу же после нейроррафии или имплантации нерва в мышцу. Использованные технические приемы позволяют вырастить на необходимую величину оболочки нервного ствола, что позволяет ростовые потенции нервных волокон (леммоцитов и аксонов), обычно реализующиеся в виде концевых невром, использовать для формирования зон тракцион-ного роста и их невротизации. Именно это позволяет применять удлинение отрезков нерва при свежих его повреждениях.
Данные экспериментов позволяют утверждать, что дозированной 141 акцией проксимального и дистального отрезка у собак с длиной бедра 10 см удается вырастить суммарно около 6 см длины нервного ствола, что составляет более 50% длины сегмента. По-видимому, названная цифра не является пределом.
ЛИТЕРАТУРА
•
1. Оглезнев К.Я. Современные проблемы травматических поражений периферических нервов, плечевого и шейного сплетений (Выступление куратора симпозиума «Травма периферической нервной системы» на IV Всесоюзном съезде нейрохирургов) // Вопр. нейрохирург, им. Н.Н.Бурденко. - 1989. - № 6. - С.3-6.
2. Микрохирургическая имплантация нерва для реабилитации атрофированных и трансплантированных мышц / М.Е.Wigand, W.H.Nauman, J.Thorman, G.Holldobler, В.M.Duc // Клин, микрохирургия. - M., 1980, С.258.
3. Илизаров Г.А., Щудло M.M., Кузнецова А.Б., Шрейнер A.A.. Рекапитуляция признаков онтогенетического роста в оболочках нервных стволов при экспериментальном удлинении конечности у взрослых собак // Проблемы чрескостного остеосинтеза в ортопедии и травматологии. Закономерности регенерации и роста тканей под влиянием напряжения растяжения: Сб. науч. трудов. -Вып.8.- Курган, 1982.-С.72-79.
4. Влияние напряжения растяжения на поврежденный периферический нерв / Г.А.Илизаров, М.М.Щудло, А.Б.Кузнецова, А.А.Шрейнер, H.A.Щудло, Н.Р.Карымов // Эксперим.-теоретич. и клин, аспекты чрескостн. остеосинтеза, разрабат. в КНИИЭКОТ: Тез. докл. международн. конф. -Курган, 1986.-С.28-29.
5. Применение «эффекта Илизарова» для удлинения отрезков поврежденного нервного ствола в эксперименте / Г.А.Илизаров, М.М.Щудло, H.A.Щудло, А.Б.Кузнецова, А.А.Шрейнер // Метод Илизарова: теория, эксперимент, клиника: Тез. докл. Всесоюзн. конф,- Курган, 1991.- С.384-387.
6. Илизаров Г.А., Щудло H.A., Щудло М.М. Способ реиннервации мышц. Заявка на изобретение № 5012867/14/073197. Приоритет от 22.10.91г. Положительное решение 12.08.92 г.
7. A.c. 1429365 СССР, МКИ А61 В17/58 Приставка к компрессионно-дистракционному аппарату / Илизаров Г.А., Шрейнер A.A., Щудло H.A., Щудло М.М., - № 4141226/14; Заявлено 03.11.86; Опубл. Бюлл. Госкомизобрет. 1990, № 46, с.266.
8. Байкушев Ст., Манович Э.Х., Новиков В.П. Стимуляционная электромиография и электронейро-графия в клинике нервных болезней. М.: Медицина, 1974,- 143 с.
9. Нейрогистологическая характеристика регенерации концов поврежденного нерва в условиях дозированного растяжения / Г.А.Илизаров, М.М.Щудло, А.Б.Кузнецова, Н.А.Щудло // Бюл. экспе-рим. биол. - 1992. - Т. 113, № 4. - С.439-442.
Рукопись поступила 10.07.93.
