李明　宋永周　曹舒興　李身泰　李秋童　馬維

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氯化鎂促進(jìn)大鼠坐骨神經(jīng)損傷修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究

李明宋永周曹舒興李身泰李秋童馬維

目的研究氯化鎂是否對大鼠坐骨神經(jīng)損傷修復(fù)具有促進(jìn)作用。方法將60只SD大鼠隨機(jī)分為3組，每組20只。制作1 cm坐骨神經(jīng)缺損模型，分別以硅膠管橋接坐骨神經(jīng)缺損，構(gòu)成神經(jīng)再生室。根據(jù)神經(jīng)再生室中所注入介質(zhì)不同分為：氯化鎂組(MgCl2組)，神經(jīng)生長因子組(nerve growth factor，NGF組)，0.9%氯化鈉溶液組(control group，對照組)。于術(shù)后1、2、4、8周觀察大鼠下肢潰瘍、肌電圖變化情況。并于12周測量大鼠小腿三頭肌濕重。結(jié)果術(shù)后8周時(shí)，NGF組和MgCl2組的大鼠術(shù)側(cè)后肢肌肉萎縮有不同程度恢復(fù)，僵直度有所減少，肢體及足趾伸展角度增大，而對照組的大鼠后肢肌肉萎縮無明顯恢復(fù)。12周時(shí)，NGF組和氯化鎂組大鼠的術(shù)側(cè)肢肌肉外觀飽滿，僵直度進(jìn)一步降低。而0.9%氯化鈉溶液組大鼠術(shù)側(cè)肢體僵硬度降低不明顯。術(shù)后4周，2個(gè)實(shí)驗(yàn)組神經(jīng)傳導(dǎo)速度較對照組恢復(fù)較快，直到術(shù)后12周，仍保持較快的恢復(fù)速度，與對照組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。其中NGF組恢復(fù)最快，但和MgCl2組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。于術(shù)后12周處死動物，取雙側(cè)小腿三頭肌進(jìn)行稱重，發(fā)現(xiàn)2個(gè)實(shí)驗(yàn)組三頭肌濕重較對照組有顯著恢復(fù)。NGF組恢復(fù)最快，但和MgCl2組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。MgCl2和NGF同樣具有促進(jìn)神經(jīng)損傷修復(fù)的作用，其各項(xiàng)結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論氯化鎂可促進(jìn)大鼠坐骨神經(jīng)損傷修復(fù)。

氯化鎂;神經(jīng)修復(fù);神經(jīng)生長因子;坐骨神經(jīng)損傷

周圍神經(jīng)損傷占全身創(chuàng)傷的3%～10%[1]，具有致殘率高，治療費(fèi)用高等特點(diǎn)。尋找一種價(jià)格低廉，應(yīng)用安全的促神經(jīng)修復(fù)的藥物，對于降低醫(yī)療費(fèi)用，減輕患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，具有非常有益的作用。文獻(xiàn)報(bào)道：氯化鎂具有促進(jìn)脊髓損傷修復(fù)的作用[2]。而且在臨床上廣泛應(yīng)用，毒副作用較小。如果能夠證實(shí)氯化鎂能夠促進(jìn)周圍神經(jīng)損傷的修復(fù)，今后在修復(fù)手術(shù)及術(shù)后用藥的選擇上，將又多一個(gè)有益的選擇。本實(shí)驗(yàn)通過制作大鼠坐骨神經(jīng)缺損模型，用神經(jīng)再生室橋接缺損區(qū)域，構(gòu)成神經(jīng)再生室，將氯化鎂溶液注入再生室中，通過觀察大鼠術(shù)后肌電圖及小腿三頭肌濕重的變化，驗(yàn)證氯化鎂是否對周圍神經(jīng)損傷修復(fù)具有促進(jìn)作用。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料將60只雄性SD大鼠(280～300 g，購于河北醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心)，隨機(jī)分為3組，每組20只。以10%水合氯醛對其進(jìn)行腹腔內(nèi)注射麻醉，劑量3.5 ml/kg。取大鼠左大腿后部正中切口,顯露梨狀肌下緣至脛腓分叉處的坐骨神經(jīng)段，切除 6 mm 長的坐骨神經(jīng)，待其自然回縮，形成約1 cm 神經(jīng)缺損。分別以內(nèi)徑1.5 mm硅膠管套入斷端，分別約2 mm，橋接坐骨神經(jīng)缺損，以9-0無創(chuàng)縫線做神經(jīng)外膜固定，構(gòu)成神經(jīng)再生室。分別將1 mmol/L的氯化鎂溶液(河北醫(yī)科大學(xué)藥理實(shí)驗(yàn)室配)、鼠神經(jīng)生長因子(舒泰神北京藥業(yè)有限公司生產(chǎn))、0.9%氯化鈉溶液各0.02 ml，以微型注射器注入神經(jīng)再生室。分別標(biāo)為：A組：氯化鎂組(MgCl2)，B組：神經(jīng)生長因子組(Nerve growth factor，NGF)，C組：0.9%氯化鈉溶液組(control group)。將3組大鼠標(biāo)記，分籠飼養(yǎng)。

1.2觀察指標(biāo)分別于術(shù)后1、2、4、8周觀察大鼠后肢潰瘍情況及僵硬程度的改變，并檢測神經(jīng)傳導(dǎo)速度，于術(shù)后12周，在測完上述指標(biāo)后，處死動物，測量大鼠三頭肌濕重。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析應(yīng)用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件，對組內(nèi)數(shù)據(jù)利用方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，2組間比較采用Q檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1大體觀察術(shù)后1周所有大鼠的術(shù)側(cè)后肢的皮膚均有不同程度紅腫，術(shù)后2周開始出現(xiàn)潰瘍面，術(shù)后4周時(shí)潰瘍面愈合，局部出現(xiàn)不同程度的肌肉萎縮， 8周，大鼠術(shù)側(cè)后肢的肌肉萎縮有不同程度恢復(fù)，B組和A組恢復(fù)較好，僵直度有所減少，肢體及足趾伸展角度增大，而C組恢復(fù)較差。12周時(shí)，B組和A組大鼠的術(shù)側(cè)肢肌肉外觀飽滿，僵直度進(jìn)一步降低。而C組恢復(fù)較差，僵硬度降低不明顯。

2.2坐骨神經(jīng)傳導(dǎo)速度測定術(shù)后2周，3組神經(jīng)傳導(dǎo)速度未測出。于術(shù)后4周，2個(gè)實(shí)驗(yàn)組神經(jīng)傳導(dǎo)速度較C組恢復(fù)較快，直到術(shù)后12周，仍保持較快的恢復(fù)速度，與C組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。其中B組恢復(fù)最快，但和A組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1，圖1。

2.3小腿三頭肌濕重的測定于術(shù)后12周處死動物，取雙側(cè)小腿三頭肌進(jìn)行稱重，發(fā)現(xiàn)2個(gè)實(shí)驗(yàn)組三頭肌濕重較C組有顯著恢復(fù)，B組恢復(fù)最快；但和A組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2，圖2。

術(shù)后時(shí)間(周)A組B組C組10002000415.13±0.6415.74±0.3811.76±0.37830.13±0.7132.83±0.7711.85±0.851239.12±0.79*43.32±0.94*25.57±0.98

注：與C組比較,*P<0.05

位置A組B組C組患側(cè)1.55±0.26*1.55±0.21*1.17±0.20健側(cè)2.68±0.31*2.79±0.31*2.70±0.33

注：與C組比較,*P<0.05

圖1　3組術(shù)后不同時(shí)間大鼠坐骨神經(jīng)傳導(dǎo)速度

圖2　術(shù)后不同時(shí)間大鼠小腿三頭濕重

3　討論

周圍神經(jīng)損傷對患者肢體功能影響極大，恢復(fù)效果多不滿意。給社會和患者本人帶來極大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道：全球每年發(fā)生1百萬例周圍神經(jīng)損傷[3]。僅在美國，每年花費(fèi)約1.50億美金用于治療神經(jīng)損傷[4]。

神經(jīng)缺損和供體有限是神經(jīng)損傷修復(fù)的難點(diǎn)之一。臨床上曾經(jīng)采用自體或同種異體神經(jīng)修復(fù)神經(jīng)缺損，獲得了滿意的效果。但是采用自體神經(jīng)修復(fù)，所取用的區(qū)域有限，并且其所取神經(jīng)的支配區(qū)域的存在功能障礙。而同種異體神經(jīng)移植也存在供區(qū)有限，價(jià)格較貴，要求嚴(yán)格的檢疫和資質(zhì)，限制了臨床應(yīng)用。Bertleff 等[5]利用神經(jīng)導(dǎo)管修復(fù)2 cm的神經(jīng)缺損，發(fā)現(xiàn)其和同種異體神經(jīng)修復(fù)的效果相似。2007年在歐洲、美國、加拿大等全世界范圍應(yīng)用神經(jīng)導(dǎo)管修復(fù)周圍神經(jīng)損傷病例超過5 000例，獲得了廣泛的應(yīng)用，隨訪效果肯定。但是，文獻(xiàn)報(bào)道：神經(jīng)導(dǎo)管不建議應(yīng)用于直徑>2 mm和長度大于3 cm的神經(jīng)缺損[6]。所以我們選擇大鼠的1 cm坐骨神經(jīng)缺損模型進(jìn)行神經(jīng)再生室的研究。對于神經(jīng)損傷的修復(fù)，所能獲得的臨床效果關(guān)鍵取決于以下幾點(diǎn)：神經(jīng)損傷的長度、神經(jīng)損傷的類型，傷后修復(fù)的時(shí)間，斷端的吻合方式，全身和局部應(yīng)用藥物防治再灌注損傷及促神經(jīng)軸突生長等。在這些方法中，應(yīng)用促進(jìn)神經(jīng)生長的藥物，是促進(jìn)神經(jīng)康復(fù)的重要治療手段。在同等條件下，全身或局部應(yīng)用促神經(jīng)生長的藥物可促進(jìn)神經(jīng)恢復(fù)。目前臨床應(yīng)用的促神經(jīng)生長的藥物都價(jià)格昂貴，在許多地區(qū)和基層醫(yī)院應(yīng)用受限。因此，臨床工作者一直在尋求一種效果肯定，價(jià)格低的藥物。

MgCl2作為長期臨床應(yīng)用的抗子癇藥物，其價(jià)格低廉，安全性較高。鎂離子是維持細(xì)胞正常功能的重要離子，在神經(jīng)細(xì)胞受傷后，一方面，鎂離子含量下降，細(xì)胞膜鈉離子內(nèi)流增加，造成細(xì)胞水腫，凋亡。另一方面，創(chuàng)傷激活N-甲基-D-天門冬氨酸(NMDA)受體，損害神經(jīng)元細(xì)胞。補(bǔ)充鎂離子，可以減少鈉離子內(nèi)流，減輕細(xì)胞水腫，改善神經(jīng)細(xì)胞功能。鎂離子是NMDA受體的非競爭性拮抗劑。在創(chuàng)傷后，予以補(bǔ)充鎂離子，可拮抗興奮性氨基酸的神經(jīng)毒作用。近來的很多研究發(fā)現(xiàn)，其還具有抗氧化應(yīng)激作用，穩(wěn)定細(xì)胞膜的作用。文獻(xiàn)報(bào)道，氯化鎂還具有促進(jìn)脊髓恢復(fù)的功能。目前，關(guān)于鎂離子對神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)作用多集中于顱腦損傷及脊髓損傷上，對外周神經(jīng)研究的較少[2]。本文旨在探討氯化鎂是否具有促進(jìn)周圍神經(jīng)損傷的作用。

首要問題就是采用多大濃度的鎂離子作用于局部，可以獲得實(shí)驗(yàn)效果，研究表明，鎂離子對體外培養(yǎng)的大腦神經(jīng)元具有保護(hù)作用，但其結(jié)果顯示，并不是鎂離子的濃度越高，對神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用越好。相反，濃度過高，鎂離子對神經(jīng)的保護(hù)作用反而降低。其機(jī)制可能是鎂離子的濃度過高對鈣離子通道的抑制作用，使其對神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用降低。說明鎂離子的保護(hù)作用并不是濃度依賴性的[7]。鄢開勝等[8]發(fā)現(xiàn)，對體外培養(yǎng)的螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞預(yù)先給予1 mmol/L的MgCl2能增加暴露于谷氨酸的螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的存活率，還能抑制谷氨酸引起的螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞內(nèi)游離鈣增加的效應(yīng)，對螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞損傷發(fā)揮保護(hù)作用。因此，我們實(shí)驗(yàn)中選用該濃度的氯化鎂溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)該濃度氯化鎂溶液確實(shí)能夠?qū)ι窠?jīng)生長起到促進(jìn)作用，與文獻(xiàn)報(bào)道一致。

神經(jīng)再生室能橋接神經(jīng)斷端，形成局部神經(jīng)生長的微環(huán)境。用于構(gòu)建神經(jīng)再生室的材料種類繁多，各具特點(diǎn)。對于羊膜等可吸收及具有生物功能的再生室，其作用可能混淆再生室中所使用藥物的作用。根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康模窠?jīng)斷端的微環(huán)境需要相對封閉，構(gòu)成神經(jīng)再生室的材料通透性低，與外界體液交換較少。并且具有良好的生物相容性，可以抵抗周圍肌肉的擠壓。硅膠管具有無毒，安全，具有一定力學(xué)強(qiáng)度，通透性低的優(yōu)點(diǎn)。早在1982年，硅膠管就應(yīng)用于修復(fù)大鼠坐骨神經(jīng)6 mm缺損[9]。本實(shí)驗(yàn)選取其構(gòu)建神經(jīng)再生室可以達(dá)到本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：造模后，由于坐骨神經(jīng)損傷，3組大鼠的術(shù)側(cè)肢體出現(xiàn)了足部僵硬及潰瘍。在最初2周，各組大鼠的足部僵硬度和潰瘍及神經(jīng)傳導(dǎo)速度的恢復(fù)均無明顯差異，證明在最初2周，神經(jīng)軸突尚未生長連續(xù)。與以往文獻(xiàn)報(bào)道大鼠神經(jīng)修復(fù)速度[10]相符合。

臨床研究證實(shí)：局部應(yīng)用神經(jīng)生長因子可以促進(jìn)神經(jīng)損傷的修復(fù)，療效肯定[11]。本實(shí)驗(yàn)選取NGF作為參考對照，評價(jià)MgCl2組的神經(jīng)修復(fù)效果。神經(jīng)傷后的電生理檢查可以區(qū)分急性損傷和慢性損傷。也可以幫助確認(rèn)受損纖維的損傷類型，可以提供電位變化的數(shù)值，因此其成為實(shí)驗(yàn)中監(jiān)測神經(jīng)恢復(fù)的重要指標(biāo)之一[12]。實(shí)驗(yàn)中在所測MgCl2組的大鼠的神經(jīng)傳導(dǎo)速度恢復(fù)較對照組明顯增快。雖然低于NGF組，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。此結(jié)果顯示：局部應(yīng)用MgCl2與NGF對神經(jīng)損傷的促進(jìn)恢復(fù)效果相似。靶器官的恢復(fù)，也是神經(jīng)恢復(fù)的一個(gè)重要指標(biāo)。神經(jīng)損傷后，肌肉萎縮發(fā)生在運(yùn)動終板處。如果再生發(fā)生，那么所有新生及殘存運(yùn)動終板再次被激活。盡管肌肉已經(jīng)纖維化和退變，它可以保留18個(gè)月的可恢復(fù)性[13]。多數(shù)關(guān)于坐骨神經(jīng)損傷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果評價(jià)通過測量小腿三頭肌的濕重，可以間接反應(yīng)神經(jīng)恢復(fù)的質(zhì)量。本次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)神經(jīng)生長因子組及氯化鎂組的大鼠三頭肌重量和恢復(fù)速度明顯高于對照組。但此兩組之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。以上結(jié)果均表明氯化鎂具有促周圍神經(jīng)修復(fù)的作用。

通過本次實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)了氯化鎂具有促神經(jīng)生長的作用，但機(jī)制尚不明確。根據(jù)查閱文獻(xiàn)，可能是其通過細(xì)胞凋亡蛋白酶-3(Caspase-3)通路來減少細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮其促進(jìn)軸突細(xì)胞生長的作用[14]。我們將針對這些問題進(jìn)一步加以研究。

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An experimental study of the effects of magnesium chloride on the renovation of sciatic nerve injury in rats

LIMing,SONGYongzhou,CAOShuxing,etal.

DepartmentofOrthopedics,TheSecondHospitalofHebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050000,China

ObjectiveTo investigate the effects of magnesium chloride on the renovation of sciatic nerve injury in rats.MethodsSixty SD rats were randomly divided into 3 groups, with 20 rats in each group. The rat models of sciatic nerve defect (1cm) were established by bridging sciatic nerve defect with silica gel tube to set up a nerve regeneration chamber (NRC). According to the different mediums that was infused into NRC, the rats were divided into 3 groups: magnesium chloride group (MgCl2group),nerve growth factor group (NGF group) and physiological saline group (control group).The changes of lower limb ulcer and electromyogram on 1w, 2w, 4w, 8w after operation were observed respectively, moreover, the wet weight of musculus triceps surae was measured on 12w after operation.ResultsOn 8w after operation, the muscular atrophy in NGF group and MgCl2group was recovered at some extent, the stiffness degree was decreased at some extent, and the extension angle of limbs and digiti pedis was increased, however, the muscular atrophy in muscle of posterior limb in control group was not obviously recovered. On 12w after operation, the muscles of rats’hind legs in NGF group and MgCl2group were well stacked and the stiffness degree was decreased further,however, the stiffness degree in control group was not obviously decreased.On 4w after operation,the recovery of nerve conductive velocity in experimental group was better than that in control group untill 12 weeks,as compared with that in control group (P<0.05). On 12w after operation,the wet weight of musculus triceps surae in experimental group was significantly recovered,as compared with that in control group in which the recovery speed in NGFgroup was the fastest,but there was no significant difference between NGF group and MgCl2group (P>0.05). Both MgCI2and NGF could promote the repair process of nerve injury, there were no significant differences in all the indexes between MgCl2and NGF,however,both of them were superior to control group.ConclusionMagnesium chloride is able to promote repairing of sciatic nerve injury in rats.

magnesium chloride; neural restoration; nerve growth factor; sciatic nerve injury

050000石家莊市，河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院骨科

馬維，050000石家莊市，河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院骨科；

E-mail：15803210539@163.com

R 745.4

A

1002-7386(2016)16-2440-04

2016-03-28)

doi:10.3969/j.issn.1002-7386.2016.16.011

項(xiàng)目來源：河北省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究重點(diǎn)課題(編號:ZL20140291)