膈神经、副神经转位重建大鼠股四头肌功能的实验研究

作者：彭智，曾伟锋，罗少军，梁国恩，张培华    作者单位：广东医学院附属医院整形外科，广东湛江 524001

【摘要】  目的 应用三级SD大鼠膈神经、副神经转位桥接尺神经修复股神经，观察此手术对重建大鼠股四头肌功能的疗效。方法 大鼠20只，随机分为A、B两组，每组10只。A组：左侧行膈神经桥接带血管蒂的尺神经转位修复股神经手术，右侧切断神经不吻合，作空白处理。B组：左侧行副神经桥接带血管蒂的尺神经转位修复股神经手术，右侧切断神经不吻合。A、B两组于24周后观察股四头肌电生理、有髓神经纤维通过率及截面积、股四头肌湿重比、肌纤维截面积比等指标。结果 A组与B组比较：肌肉复合动作电位波幅［(17.55±0.69)vs(15.48±0.66)］、股四头股湿重比［(2.0199±0.0698)vs(1.9527±0.0271)］、肌纤维截面积比［(2.108±0.027)vs(1.990±0.076)］差异有统计学意义（Ｐ＜0.05或0.01)；两组有髓神经纤维通过率、截面积比较差异无统计学意义（Ｐ＞0.05）。结论 大鼠隔神经、副神经通过桥接尺神经移位吻合至股神经，可恢复股四头肌部分功能，用膈神经转位疗效较好。

【关键词】  膈神经；副神经；尺神经；股神经；股四头肌；显微外科

　　Reconstruction of quadriceps femoris muscle by transposition of phrenic nerve and accessory nerve in rats

　　PENG Zhi, ZENG Weifeng, LUO Shaojun, LIANG Guoen, ZHANG Peihua

　　Department of Plastic Surgery, Affiliated Hospital of Guangdong Medical College, Zhanjiang 524001, China        Abstract: Objective  To observe the effect of transferring phrenic nerve or accessory nerve to femoral nerve on the reconstruction of quadriceps femoris muscle in rats. Methods  Twenty SD rats were randomly divided into two groups. The left phrenic nerve or accessory nerve was transferred to femoral nerve by the vascularized ulnar nerve bridging in Group A and Group B, whereas the right femoral nerve remained the disjunction. The electromyogram and wet weight, throughput and section area of myelinated nerve fibers, and section area of muscle fibers in quadriceps femoris muscle were determined after 24 weeks. Results  The amplitude of compound muscle action potential, the ratio of section area of muscle fibers, and the ration of wet weight in quadriceps femoris muscle in Group A were superior to those in Group B (Ｐ＜0.01-0.05), but there was no significant difference in the throughput and section area of myelinated nerve fibers between both groups (Ｐ＞0.05). Conclusion  The transfer of either phrenic nerve or accessory nerve to femoral nerve through the vascularized ulnar nerve bridging can improve the movement and sensation of quadriceps femoris muscle in rats, especially by the transfer of phrenic nerve.

    Key words: phrenic nerve; accessory nerve; ulnar nerve; femoral nerve; quadriceps femoris muscle; microsurgery    　　近年来，颈椎损伤发病率明显升高。尽管颈椎损伤诊治手段和技术已有很大提高，但仍存在很多问题。对获得早期救治而幸存下来的患者，如何降低伤残率和伤残程度等一系列问题，始终困扰着临床医师。脊髓损伤后患者损伤以远机体感觉运动和反射功能完全丧失，如果能恢复失神经支配组织的功能，就可以明显改善患者的生活质量。经作者检索文献，国内外尚未见应用膈神经、副神经为动力神经桥接尺神经修复高位截瘫股神经的手术方法，本文用大鼠对此作了研究，以观察并比较两手术重建股四头肌功能的疗效。

    1  材料与方法

    1.1  材料

    三级雄性SD大鼠20只，2个月龄，体质量（200±20）g。

    1.2  方法

　　1.2.1  动物分组

　　20只SD大鼠随机分为A、B两组，每组10只。A组：左侧行膈神经桥接带血管蒂的尺神经转位修复股神经手术；右侧不吻合神经，作空白处理。B组：左侧行副神经桥接带血管蒂的尺神经转位修复股神经手术，右侧不吻合神经，作空白处理。A、B两组于24周后检测电生理、有髓神经纤维通过率及截面积比、股四头肌湿重比、肌纤维截面积比等指标。

　　1.2.2  手术方法

　　3%戊巴比妥钠（0.13mL/100g体质量）腹腔注射。（1）在前斜角肌表面显露膈神经，电刺激证实膈肌有收缩后，1%普鲁卡因局封后在尽远端切断、保持湿润备用。分离副神经，从颈后三角、斜方肌深面直到肩肋骨下部变成终末肌支处，电刺激证实胸锁乳突肌、斜方肌有收缩后，1%普鲁卡因局封后在尽远端切断、备用。（2）于尺神经最近端处切断，远端游离至腕关节处切断，形成包含尺侧上副动脉为血管蒂的复合组织。（3）尽量将股神经向近端游离，1%普鲁卡因局封后，靠近进椎间孔的起始处切断备用。右侧分离出股神经干，1%普鲁卡因局封后切断。（4）吻合神经：将膈神经、副神经远端移位至锁骨上皮下与尺神经近端吻合，尺神经远端移位至左侧下腹部皮下，与股神经近端吻合，切口内放青霉素粉剂，分笼饲养，大鼠自由活动。

　　1.2.3  观察指标

　　（1）电生理学检测：用光电MEB9200K型肌电/诱发电位仪测量以超强电流26mA，波宽2ms，单个方波脉冲刺激距入肌点5mm处股神经，记录股四头肌复合动作电位最大波幅。（2）股四头肌湿重、湿重比：两侧股四头肌在起止点剥下，剥净其表面结缔组织，即刻称量，得实验侧及对照侧股四头肌湿重，两者相除，得其湿重比。（3）有髓神经纤维总数、有髓神经纤维通过率及有髓神经纤维截面积比。每组大鼠切取实验侧近端吻合口以近5mm处膈神经和远端吻合口以远5mm处股神经约1cm，以横截面作切片，行HE染色。在放大400倍的光学显微镜视野下，计数有髓神经纤维总数，远端数量除以近端数量得其通过率；通过Motic图像分析系统在图像中心作两互相垂直直线，计算两直线上的全部有髓神经纤维截面积取平均值，以此法测量出远、近端有髓神经纤维截面积，两者相除得比值，比较A、B两组远端有髓神经纤维截面积比，以衡量神经再生的恢复情况。（4）肌纤维截面积及肌纤维截面积比。将完成湿重测量的双侧股四头肌作肌腹中部相同水平横向切片，HE染色，同样通过Motic图像分析系统计算股纤维截面积，实验侧除以对照侧，得其截面积比。

    1.3  统计学处理    　　计量数据用(x[TX-〗±s)表示，采用t（t'）检验。    　　2  结果      　　股四头肌复合动作电位最大波幅、股四头肌湿重比及肌纤维截面积恢复率，A组优于B组，两者比较差异有统计学意义（P<0.01或0.05）；有髓神经纤维通过率及有髓神经纤维截面积比，A、B两组比较差异均无统计学意义（Ｐ＞0.05）。详见表1。表1  A、B两组间各项检测结果比较（略）

    3  讨论

    3.1  实验设计的可行性

    脊髓损伤所致的截瘫、四肢瘫的进一步治疗一直是难点问题，利用神经转位、矫形手术等重建截瘫患者的下肢功能，提高截瘫患者的生活质量有着重要的意义。在脊髓再生问题解决之前，用正常的周围神经转位与患肢周围神经吻接可以恢复被吻接神经的部分功能。目前文献［1,2］报道，利用健侧C7和尺神经、肋间神经转位重建截瘫患者的下肢功能已取得了较好的疗效。但高位截瘫损伤平面达C6～T1时，臂丛神经、肋间神经亦失去中枢神经元的控制，直接用C7、尺神经和肋间神经休作为动力源通过桥接神经来重建双下肢感觉、运动功能均已不可行。

    膈神经由C3～5前根组成，含大量运动神经纤维（人体膈神经含2500～2800根）日夜不息地发生高频率大振幅的自发性电活动。临床和实验研究显示，切取一侧膈神经作为动力神经进行移位应用于臂丛神经损伤的治疗，疗效满意［3］。对膈神经移位术后患者肺功能随访观察，结果显示对呼吸功能无明显影响［4］。

    副神经经为第11对脑神经，其脊髓部最下根起始于C3平面者最多，当C4水平颈髓横断伤后，副神经诸多脊髓根仍保留大部分功能，高位颈髓横断伤后行仍可作为动力神经。副神经位置表浅，易于切取，并且切取副神经作为动力神经转位没有明显的术后并发症，在修复根性臂丛神经损伤的临床应用中，其疗效仅次于膈神经［5］。

    本实验用膈神经、副神经作为动力神经，可保证神经纤维再生到达股四头肌后仍有足够的动力。更为重要的截瘫为上运动神经元损伤，而损伤平面以下的周围神经仍与脊髓前角细胞相连并未发生瓦勒氏变性，运动终板也未退变，其支配的骨骼肌萎缩也较轻，这为周围神经移位重建截瘫下肢功能提供了可能。

    3.2  股四头肌神经再支配后的功能恢复

    由本实验的结果可见，转位的膈神经、副神经轴突可以再生并顺利到达股四头肌，完成神经传导通路的重建，使股四头肌重新获得神经支配。分析两组有髓神经纤维通过率及再生有髓神经纤维截面积比，差异无统计学意义，这表明膈神经与副神经轴突再生能力相当。而在股四头肌肌肉复合动作电位波幅、股四头肌湿重比、股纤维截面积恢复比的比较中，两组数据差异有统计学意义（P<0.05），A组均高于B组。这可能与膈神经、副神经所含神经纤维数及重建神经传导通路后的神经营养支持有关。

    膈神经主干起始部运动纤维数为（237±41）根，副神经主干运动纤维数（209±32）根，膈神经含运动纤维较多。因此尽管两组的有髓神经纤维通过率及再生有髓神经纤维截面积比差异无统计学意义，但A组再生轴突数量仍高于B组，这使更多的股四头肌肌纤维细胞能接受到神经元再生轴突的重新支配，同时由中枢神经元传导而来的电流强度更大，这导致B组股四头肌肌肉复合动作电位波幅高于A组。而且膈神经能日夜不息地发出高频率、大波幅的神经冲动，副神经没有此特点，当再生轴突到达股四头肌后，膈神经对股四头肌的神经营养支持和功能恢复效果优于副神经，这正是A组股四头肌各项指标优于B组的原因。

    3.3  小结

    通过膈神经、副神经移位来桥接带血供的尺神经修复股神经，重建股四头肌部分功能，动物实验证实是一种可行的方法，膈神经转位重建股四头肌功能效果优于副神经。在脊髓损伤直接修复尚不能取得成功的情况下，本实验为截瘫患者的下肢功能重建提供了理论基础，为截瘫患者的临床治疗开辟了一条新的思路。神经移位重建截瘫下肢部分功能的主要目的是为了恢复截瘫患者的自主行走能力，但只修复股神经尚不能满足临床需求。臀大肌、臀中肌对髋关节的稳定及外展、后伸有重要作用，所以我们须寻找能同时修复臀上、下神经，恢复臀肌的功能行之有效的方法，只有这样才更有助于患者的自主行走及恢复患者臀部的感觉。

【参考文献】  　［1］BRUNELLI G A, BRUNELLI G　R, Restoration of walking in paraplegia by transferring the ulnar nerve to the hip: a report on the first patien［J］. Microsurgery,1999,19(5):223226.

　　［2］王树锋,周忠水,吕站辉,等.C7神经移位重建截瘫双下肢功能的实验研究及初步临床应用［J］.中华骨科杂志,2003,23(8):479483.

　　［3］官士兵,陈德松,方有生,等.副神经移位修复臂丛损伤受区神经选择的探讨［J］.中国矫形外科杂志,2004,3(4):182184.

　　［4］张丽银,顾玉东.膈神经移位术后肺功能随访观察［J］.中华手外科杂志,1994,1(4):1011.

　　［5］王国君,高庆国,尹维田,等.膈神经和副神经不同移位方法治疗臂丛根性撕脱伤［J］.中华显微外科杂志,1998,21(4):304305.