程興龍，王 培 綜述，孫 勃，高云峰，劉士波，何新澤，于昌玉審校

（承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院手足外科，河北承德067000）

急性周圍神經(jīng)損傷是個古老而又棘手的醫(yī)學(xué)難題，各種損傷因素導(dǎo)致突發(fā)周圍神經(jīng)結(jié)構(gòu)及功能不同程度的損傷，引起肢體運動、感覺及溫度調(diào)節(jié)等功能障礙，病殘率極高。隨著社會的發(fā)展，發(fā)病率逐年上升，給社會及家庭帶來了沉重的負(fù)擔(dān)，一直是醫(yī)學(xué)界研究的熱門課題。眾多學(xué)者一直在為推動該病的研究、尋求更好的治療方案努力，促使急性周圍神經(jīng)損傷模型及損傷修復(fù)研究在不斷地發(fā)展和前進(jìn)。

通常急性周圍神經(jīng)損傷模型采用兔或大鼠坐骨神經(jīng)制作，建立的急性周圍神經(jīng)損傷模型有一個多世紀(jì)之久，復(fù)制損傷機(jī)制提供確切的神經(jīng)病理損傷類型［1］。早在第二次世界大戰(zhàn)時期Seddon根據(jù)他觀察數(shù)百創(chuàng)傷病例，進(jìn)行的神經(jīng)損傷三元分類，即神經(jīng)失用、軸突斷裂及神經(jīng)斷裂，這種分類法一直沿用至20世紀(jì)70年代。1968年Sunderland對Seddon基礎(chǔ)上補(bǔ)充至五度，主要將軸突裂細(xì)化分為三型，根據(jù)病理組織學(xué)而非傷害的程度，以電生理和臨床再生結(jié)果指導(dǎo)是否有手術(shù)干預(yù)的可能性。1988年，Mackinnon和Del－LON提出第六度，有區(qū)別于神經(jīng)組織結(jié)構(gòu)損傷的前五度傷害，引起神經(jīng)干斷裂損傷的混合性損傷綜合征［1］；神經(jīng)的恢復(fù)基于傳統(tǒng)組織學(xué)、電生理學(xué)、行為學(xué)理論判定。對于傳統(tǒng)的功能評定，Lee等［2］學(xué)者認(rèn)為，既往多采用的神經(jīng)電生理、組織病理學(xué)、坐骨神經(jīng)指數(shù)等檢查并不能完全反映神經(jīng)功能的恢復(fù)，在測定功能恢復(fù)評價上，踝趾運動角及肌肉等長收縮力測定比坐骨神經(jīng)指數(shù)更具有優(yōu)勢。隨著后人研究的不斷完善和深入，各種急性周圍神經(jīng)模型的建立推動著神經(jīng)損傷修復(fù)理論不斷健全，現(xiàn)將常用的急性周圍神經(jīng)損傷動物模型綜述如下。

1 橫斷傷法

歷史觀點認(rèn)為神經(jīng)橫斷法的使用可追溯到20世紀(jì)初，Santiago Ramóny Cajal在他1906諾貝爾獎的獲獎感言中描述［1］。1974年Wall和Gutnick采用橫斷損傷法制作了早期的動物模型，暴露兔一側(cè)腓總神經(jīng)并直視下銳性切斷，后采用外膜縫合或神經(jīng)移植修復(fù)，設(shè)置擠壓損傷及假手術(shù)對照組，術(shù)后連續(xù)行組織病理學(xué)觀察，記錄再生有髓神經(jīng)纖維直徑、形態(tài)及數(shù)量方法評價神經(jīng)恢復(fù)，結(jié)果提示橫斷損傷組各個時期神經(jīng)纖維均有不同程度再生，但對比擠壓組，再生有髓神經(jīng)纖維直徑、形態(tài)及數(shù)量有不同程度障礙，瘢痕明顯。考慮前人早期的修復(fù)技術(shù)及術(shù)后評價指標(biāo)單一等因素的影響，隨著后期顯微神經(jīng)修復(fù)技術(shù)不斷改進(jìn)提高，Himes等學(xué)者分別完善并敘述該模型的建立［3］，采用SD大鼠坐骨神經(jīng)直視下銳性切斷，顯微鏡下吻合修復(fù)，術(shù)后連續(xù)行組織病理學(xué)、坐骨神經(jīng)指數(shù)及神經(jīng)電生理等功能檢查，提示肢體運動及神經(jīng)電生理活動均有不同程度的恢復(fù)，但再生神經(jīng)纖維數(shù)量、直徑等均存在不同程度的障礙，神經(jīng)瘢痕不同程度形成。橫斷法雖然復(fù)制臨床相似性高，損傷簡單、完全、重復(fù)性好，直視下完成SunderlandⅤ度的損傷，但在修復(fù)時，由于神經(jīng)干全層斷裂，神經(jīng)易回縮，特別是束膜斷裂，導(dǎo)致神經(jīng)斷端外漏膨出伴扭轉(zhuǎn)，修復(fù)時難以做到神經(jīng)對位縫合修復(fù)，對操作者的顯微操作技術(shù)是嚴(yán)峻考驗。雖然研究證實神經(jīng)纖維的再生能力十分頑強(qiáng)，但神經(jīng)修復(fù)過程中形成的瘢痕對神經(jīng)功能的恢復(fù)有明顯的阻礙作用［4］。針對橫斷法在損傷修復(fù)過程中的瘢痕與再生的困擾，不斷有學(xué)者通過藥物干預(yù)或改善修復(fù)方法等途徑研究改進(jìn)，如使用透明質(zhì)酸、FK506及鈣拮抗劑等藥物，或小間隙、螺旋式改良縫合等改良修復(fù)手法等方法［5－9］，術(shù)后連續(xù)針對性地采用 Masson特殊染色、NF－200、S－100、Ⅰ、Ⅲ型膠原免疫組織化學(xué)染色等檢測瘢痕與再生的情況，通過研究不斷深入，瘢痕與再生的困擾取得一定程度的進(jìn)展。

橫斷法也可用來制作神經(jīng)缺損模型，予切除制作一定長度的神經(jīng)缺損，傳統(tǒng)多采用改變神經(jīng)走行、屈曲跨過關(guān)節(jié)等方法，但適合修復(fù)缺損長度較小，修復(fù)后神經(jīng)張力較大?，F(xiàn)多采用神經(jīng)移植法，移植物采用自體、異體或人工神經(jīng)移植等，如采用生物聚合物、生物合成材料、神經(jīng)導(dǎo)管等材料同種等［10－14］。

橫斷法具有損傷徹底、機(jī)制相似性、直視化、重復(fù)性好等優(yōu)點，直視下完成SunderlandⅤ度的損傷，但在修復(fù)過程中顯微操作方法及技術(shù)是個嚴(yán)峻考驗，瘢痕與再生依舊是個棘手的問題，神經(jīng)損傷預(yù)后不理想。

2 擠壓法

在既往涉及急性周圍神經(jīng)損傷的文獻(xiàn)中，擠壓損傷法使用最為廣泛［1］，早在1943年Gutmann等學(xué)者成功建立擠壓傷法動物模型，并實驗中比較擠壓、橫斷或神經(jīng)移植模型，全身麻醉后暴露兔一側(cè)腓總神經(jīng)，采用特制鐘表鉗鉗夾擠壓，術(shù)后連續(xù)行組織病理學(xué)檢查，光學(xué)顯微鏡下觀察和記錄有髓纖維計數(shù)及纖維直徑大小，實驗結(jié)果提示擠壓損傷模型神經(jīng)纖維再生數(shù)量及髓鞘質(zhì)量優(yōu)于橫斷或移植組；由于實驗中未描述神經(jīng)擠壓損傷程度及鉗夾強(qiáng)度，術(shù)后檢測指標(biāo)較單一。1992年Chell等學(xué)者在前人模型基礎(chǔ)上改進(jìn)，研制出可控的神經(jīng)擠壓損傷儀器，實驗中設(shè)置假手術(shù)組、神經(jīng)橫斷傷組、100g（13mm Hg）、500g（50mm Hg）和15 000g（1 000mm Hg）大鼠坐骨神經(jīng)擠壓載荷組，術(shù)后連續(xù)采用de Medinaceli法坐骨神經(jīng)指數(shù)及組織病理學(xué)檢查，實驗中所有負(fù)荷神經(jīng)擠壓損傷均能再生及功能恢復(fù)，但神經(jīng)損傷恢復(fù)時間與損傷負(fù)載正相關(guān)；由于神經(jīng)損傷程度未能分類確定，1997年Bridge等對擠壓損傷法進(jìn)一步完善，使用5號顯微鉗子15s單次、15s雙重、30s單次、30s雙重、60s單次、有齒止血鉗30s單次及假手術(shù)對照組，術(shù)后連續(xù)行坐骨神經(jīng)指數(shù)檢查、神經(jīng)電生理檢查提示各組間結(jié)果比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0．05），后期功能均能恢復(fù)正常；術(shù)后行組織學(xué)檢查提示，遵循Sunderland神經(jīng)損傷分級，術(shù)后損傷證明主要損傷為Ⅱ度，少量為Ⅰ度及Ⅲ度，術(shù)后各組間神經(jīng)再生顯著，但神經(jīng)纖維尺寸尚未恢復(fù)完全正常。前人擠壓法制作的神經(jīng)損傷多為Ⅲ度以下，神經(jīng)內(nèi)膜及基底膜結(jié)構(gòu)的保存，損傷范圍局限，而后有學(xué)者在前人基礎(chǔ)上試圖制造Sunderland評分較高的模型［15－17］，血管鉗壓或顯微持針器擠壓（血管鉗扣在第3個齒痕上約30s，顯微持針器滿扣，時間5s，經(jīng)過測量壓力為5kg），造成寬度為2mm的擠壓傷，直視下見神經(jīng)鉗夾擠壓處菲薄，術(shù)后組織病理學(xué)提示SunderlandⅢ度損傷。

神經(jīng)擠壓法具有損傷相似性好、簡便易行、重復(fù)性好等優(yōu)點，神經(jīng)瘢痕少，術(shù)后神經(jīng)功能可完全恢復(fù)，已有其他種屬神經(jīng)損傷修復(fù)的應(yīng)用報道，如制作大鼠面神經(jīng)擠壓損傷模型、小鼠視神經(jīng)擠壓損傷動物模型等［18－19］；但其制造的損傷為Sunderland評分Ⅲ度以下，損傷程度范圍較局限，不能復(fù)制臨床常見的各種程度擠壓損傷，同時混合神經(jīng)纖維束粗細(xì)、來源不同，導(dǎo)致擠壓損傷的神經(jīng)數(shù)量及損傷程度的不確定性，不適合目的性明確的神經(jīng)纖維束損傷的研究。

3 冰凍法

1991年Kerns在pain上發(fā)表該方法模型的制作，全身麻醉后暴露大鼠右側(cè)坐骨神經(jīng)，使用液化的二氧化碳?xì)饬?L／min制冷的探針冷凍持續(xù)約30s，后復(fù)溫解凍。術(shù)后連續(xù)行坐骨神經(jīng)指數(shù)、組織病理學(xué)、熱痛覺檢查，實驗結(jié)果提示熱痛覺及坐骨神經(jīng)指數(shù)不同程度恢復(fù)正常，但神經(jīng)纖維直徑和髓鞘厚度還沒有完全恢復(fù)；由于前人的未能明確冷凍損傷的程度及控制條件，趙曙光等［20］進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)定－60、－80、－100、－120℃溫度控制梯度，冷凍時間為60s，間隔5s復(fù)溫。術(shù)后連續(xù)病理切片在光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡下檢查、SSEP及坐骨神經(jīng)指數(shù)檢查，結(jié)果提示－60、－100℃冷凍神經(jīng)可完全阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)且基底膜完整，能保證冷凍損傷神經(jīng)完全再生，運動及感覺功能恢復(fù)快，而低于－100℃將摧毀神經(jīng)再生。

在以上實驗中使用較強(qiáng)冷凍方法，對實驗條件要求較高，術(shù)中、術(shù)后需監(jiān)護(hù)動物生命體征，實驗動物易死亡，針對以上缺點，Jia等學(xué)者制作較溫和的冰凍法模型，大鼠坐骨神經(jīng)置于已預(yù)冷的銅槽中，調(diào)節(jié)冷凍儀控制神經(jīng)表面溫度在3．5～4．5℃，時間60s，術(shù)中恒溫電熱毯保持大鼠體溫。損傷即刻、術(shù)后4h及1、3d時處死大鼠取材，連續(xù)行組織病理學(xué)對比觀察。

就損傷機(jī)制而言，目前機(jī)制尚未能統(tǒng)一，Jia等認(rèn)為缺血是周圍神經(jīng)冰凍損傷的主要機(jī)制。實驗?zāi)Ｐ洼^完美的設(shè)計在于神經(jīng)損傷的同時，避免機(jī)械性的對外周神經(jīng)結(jié)構(gòu)的破壞，基底膜保存完整，神經(jīng)功能可完全恢復(fù)，但由于組織冷凍傷、缺血再灌注損傷等病理過程，操作中不可避免地存在周圍軟組織副損傷及遲發(fā)型損傷可能，術(shù)后神經(jīng)再生修復(fù)病理生理過程較復(fù)雜，不適合急性單純外周神經(jīng)損傷的研究。

4 電燒傷法

1994年陳國華參考Wilkinson等學(xué)者文獻(xiàn)，采用高壓放電復(fù)制家兔電燒傷動物模型，早期電燒傷法未能選擇性地對神經(jīng)進(jìn)行損傷，后進(jìn)一步改進(jìn)［21］，暴露兔一側(cè)坐骨神經(jīng)后連接高壓裝置，施加10KV電壓，持續(xù)2s，術(shù)后連續(xù)行肌電圖（EMC）、神經(jīng)傳導(dǎo)速度（NCV）、皮層體感誘發(fā)電位（SEP）及病理學(xué)檢測，結(jié)果提示肌電圖及神經(jīng)傳導(dǎo)損傷后第3天及第7天差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0．05），功能逐步恢復(fù)，組織病理學(xué)切片第3天及第7天提示髓鞘物理性崩解，華勒氏變性明顯。就電燒傷損傷機(jī)制而言，動物軟組織電阻不一，損傷及副損傷難以控制，電流同時可以沿著神經(jīng)軸突向近端及遠(yuǎn)端傳導(dǎo)，引起遠(yuǎn)近端神經(jīng)元及遠(yuǎn)端效應(yīng)器損傷，術(shù)后炎性反應(yīng)強(qiáng)烈，感染壞死及病死率較高，瘢痕形成嚴(yán)重，神經(jīng)修復(fù)預(yù)后差，不適合急性單純外周神經(jīng)損傷的研究。

5 火器傷法

王貴波等［22］于2002年報道了兔坐骨神經(jīng)火器傷的模型建立，大耳白兔全身麻醉后仰臥位捆綁固定，使用53式7．62 mm滑膛槍，取一側(cè)坐骨神經(jīng)體表投影為靶點。損傷即刻取坐骨神經(jīng)行病理組織學(xué)檢查，觀察可見神經(jīng)外膜和神經(jīng)束膜下廣泛出血，神經(jīng)纖維撕裂、排列紊亂，髓鞘板層疏松、分層，軸索變形，部分髓鞘與軸索剝離?；鹌鱾麚p傷特點是高能量的機(jī)械損傷同時伴有熱力燒灼傷，常引起近端及遠(yuǎn)端的神經(jīng)振蕩甚至撕脫傷，神經(jīng)損傷及副損傷程度難以控制，易引起神經(jīng)及周圍軟組織廣泛感染壞死及缺損，炎性反應(yīng)強(qiáng)烈，再生修復(fù)病理生理過程復(fù)雜，神經(jīng)再生修復(fù)預(yù)后差，動物病死率較高，不適合單純急性外周神經(jīng)損傷的研究。

6 針刺法

宋英茜等［23］進(jìn)行了針刺法的模型建立，家兔全身麻醉后在超聲引導(dǎo)下對坐骨神經(jīng)進(jìn)行穿刺，并按6 000U／kg的劑量將慶大霉素注入損傷神經(jīng)。術(shù)后連續(xù)行組織病理學(xué)檢查，神經(jīng)大體觀逐漸灰暗、充血、僵硬、粘連；鏡下神經(jīng)出血充血明顯、炎性細(xì)胞浸潤、局部神經(jīng)軸突消失。針刺法試圖制作神經(jīng)損傷的同時控制周圍組織損傷，但由于纖維束損傷的局限性及不確定性，神經(jīng)功能損傷及恢復(fù)較難客觀檢測，同時不能排除針刺的同時注射藥物的化學(xué)及物理機(jī)械性損傷，病理類型按照Sunderland評級難以評定，且超聲引導(dǎo)體表定位操作難度較大，復(fù)制臨床損傷模型應(yīng)用受到局限。

7 其 他

撕脫傷、放射性損傷法等也相繼有學(xué)者報道［24－25］，雖復(fù)制出相似的臨床損傷模型，但實際中較少見，病理生理過程復(fù)雜，此類模型與臨床實際相距較遠(yuǎn)，故只能在探討機(jī)制的某個方面具有價值，難以推廣。

綜上所述，隨著醫(yī)學(xué)界對急性外周神經(jīng)損傷修復(fù)研究的深入，對急性外周神經(jīng)損傷的模型需求也越來越高。理想的模型應(yīng)包括以下幾點：（1）損傷機(jī)制復(fù)制程度高，副損傷少；（2）損傷病理類型確切，實驗個體影響因素??；（3）再生修復(fù)病理生理過程較明確；（4）實驗有客觀評價指標(biāo)；（5）簡便易行及重復(fù)性好等?？v觀目前各類常用急性外周神經(jīng)損傷模型，為進(jìn)行外周神經(jīng)損傷的各項研究帶來了便利，但仍存在一定的不足，期待更多更好的模型建立的研制與突破。

［1］ Savastano LE，Laurito SR，F(xiàn)itt MR，et al．Sciatic nerve injury：a simple and subtle model for investigating many aspects of nervous system damage and recovery［J］．J Neurosci Methods，2014，227：166－180．

［2］ Lee JY，Giusti G，Wang H，et al．Functional evaluation in the rat sciatic nerve defect model：a comparison of the sciatic functional index，ankle angles，and isometric tetanic force［J］．Plast Reconstr Surg，2013，132（5）：1173－1180．

［3］ Tandrup T，Woolf CJ，Coggeshall RE．Delayed loss of small dorsal root ganglion cells after transection of the rat sciatic nerve［J］．J Comp Neurol，2000，422（2）：172－180．

［4］ 朱家愷，羅永湘，陳統(tǒng)一．現(xiàn)代周圍神經(jīng)外科學(xué)［M］．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2007．

［5］ Que J，Cao Q，Sui T，et al．Effect of FK506in reducing scar formation by inducing fibroblast apoptosis after sci－atic nerve injury in rats［J］．Cell Death Dis，2013，4：e526．

［6］ ParkJ S，Lee JH，Han CS，et al．Effect of hyaluronic acidcarboxymethylcellulose solution on perineural scar formation after sciatic nerve repair in rats［J］．Clin Orthop Surg，2011，3（4）：315－324．

［7］ Siemionow M，Bozkurt M，Zor F．Regeneration and repair of peripheral nerves with different biomaterials：review［J］．Microsurgery，2010，30（7）：574－588．

［8］ Bozkurt A，Dunda SE，Mon O′dey D，et al．Epineurial sheath tube（EST）technique：an experimental peripheral nerve repair model［J］．Neurol Res，2011，33（10）：1010－1015．

［9］ Novak EM，Mestre GS，Dos Santos PS，et al．Sliding of the distal epineural sheath to cover nerve defects［J］．Acta Ortop Mex，2009，23（2）：74－79．

［10］Zhang Z，Kou Y，Yin X，et al．The effect of a small gap sleeve suture at the distal anastomosis of a nerve graft on promoting nerve regeneration and functional recovery［J］．Artif Cells Nanomed Biotechnol，2013，41（4）：282－288．

［11］Liao IC，Wan H，Qi S，et al．Preclinical evaluations of acellular biological conduits for peripheral nerve regeneration［J］．J Tissue Eng，2013，4（4）：1－10．

［12］Mobasseri SA，Terenghi G，Downes S．Micro－structural geometry of thin films intended for the inner lumen of nerve conduits affects nerve repair［J］．J Mater Sci Mater Med，2013，24（7）：1639－1647．

［13］Reid AJ，de Luca AC，F(xiàn)aroni A，et al．Long term peripheral nerve regeneration using a novel PCL nerve conduit［J］．Neurosci Lett，2013，544：125－130．

［14］Avsar UZ，Avsar U，Aydin A，et al．L－carnitine alleviates sciatic nerve crush injury in rats：functional and electron microscopy assessments［J］．Neural Regen Res，2014，9（10）：1020－1024．

［15］Gigo－Benato D，Russo TL，Tanaka EH，et al．Effects of 660 and 780nm low－level laser therapy on neuromuscular recovery after crush injury in rat sciatic nerve［J］．Lasers Surg Med，2010，42（9）：673－682．

［16］La JL，Jalali S，Shami SA．Morphological studies on crushed sciatic nerve of rabbits with electroacupuncture or diclofenac Sodium treatment［J］．Am J Chin Med，2005，33（4）：663－669．

［17］Baptista AF，Gomes JR，Oliveira JT，et al．High－and lowfrequency transcutaneous electrical nerve stimulation delay sciatic nerve regenoration after crush lesion in the mouse［J］．Peripher Nerv Syst，2008，13（1）：71－80．

［18］Ngeow WC．Scar less：a review of methods of scar reduction at sites of peripheral nerve repair［J］．Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod，2010，109（3）：357－366．

［19］Kalesnykas G，Oglesby EN，Zack DJ，et al．Retinal ganglion cell morphology after optic nerve crush and experimental glaucoma［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，2012，53（7）：3847－3857．

［20］趙曙光，李輝，范慧敏．低溫冷凍神經(jīng)損傷與再生研究［J］．同濟(jì)大學(xué)學(xué)報：醫(yī)學(xué)版，2010，31（4）：15－18．

［21］陳國華，吳亞莉，朱維平，等．家兔高壓電擊傷后坐骨神經(jīng)損傷的實驗研究［J］．中華燒傷雜志，2001，17（6）：357－359．

［22］王貴波，李兵倉，王建民，等．兔坐骨神經(jīng)火器傷模型的建立與選擇［J］．中國實驗動物學(xué)報，2002，10（1）：54－56．

［23］宋英茜，陶冶，楊光．應(yīng)用高頻超聲引導(dǎo)制作注射致坐骨神經(jīng)損傷動物模型的研究［J／CD］．中華臨床醫(yī)師雜志：電子版，2013，7（19）：8778－8781．

［24］Wang S，Yiu HW，Li P，et al．Contralateral C7nerve root transfer to neurotize the upper trunk via a modified prespinal route in repair of brachial plexus avulsion injury［J］．Microsurgery，2012，32（3）：183－188．

［25］鞠文翠，林志雄，李德銳，等．立體定向照射損傷兔坐骨神經(jīng)的形態(tài)學(xué)分析［J］．中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志，2006，5（8）：764－766．