周围神经损伤动物模型的研究进展

王艳，王茜

周围神经损伤在临床上较常见，占全部创伤的1.5%～4%[1]。虽然比例较小，但神经损伤会引起严重的肢体功能障碍，主要以运动障碍、感觉障碍和营养障碍为主，有较高的致残率[2]。因此是临床治疗和康复治疗急需解决的课题，同时也是神经生物学实验的热点问题。周围神经损伤部位及程度不同，所产生的临床症状也不尽相同；且因周围神经解剖和功能上的特殊性，选择适当的实验动物与模型建立方法，对周围神经损伤修复研究有着深远的影响。本文总结实验中常用的几种模型建立方法，并对目前有关周围神经损伤动物模型的建立中存在的问题进行讨论。

1 卡压伤模型

周围神经卡压伤在周围神经损伤中比较常见。严重卡压伤可导致局部血供受限，继而引起神经损伤段轴索连续性中断。此种轴索断裂伤尚可保持一个完整的神经内膜管，损伤平面远端轴突发生溃变，但因保留了神经内膜管，有利于神经轴索在神经内膜管有规则地再生，并可顺利到达其支配的靶器官和组织，恢复原有机能，一般情况预后良好[3]。挤压伤模型常选取此种损伤程度，即SunderlandⅡ度损伤[4]。

1.1 急性神经卡压模型

1.1.1 钳夹 廖维靖等[5]于20世纪90年代初，选取体质量200～250 g雌性Wsitar鼠，采用Hasegawa的方法[6]，用改良的持针器压至第3格，持续5 min。持针器表面锉平，中后部锉凹，尖端呈梯形，测得面积约4.4 mm2，持针器压至第3格时，尖端压强为0.63 kg/mm2。该实验介绍了模型建立的操作过程，但是没有表述神经损伤的具体程度。90年代中后期，廖维靖等[7]按文献[5]的方法取大鼠左后肢近中段坐骨神经，距膝2.4 cm处用改良持针器钳夹神经，持续5 min，造成SeddonⅡ类损伤。钳夹处可见神经菲薄。损伤点用1号丝线轻轻结扎，以期使神经损伤较单纯钳夹损伤重。该实验的优点是对模型的神经损伤程度定性但没有定量，此外1号线结扎损伤的程度不能被量化。

王维等在建立鼠坐骨神经损伤模型时，于距坐骨结节6～8 mm处用同一把新的17 cm长止血钳尖端钳夹神经10 s，压强为21.95 kPa(以杠杆等效力测定法测定)，神经挫压长度为2 mm[8]。钳夹后见坐骨神经变菲薄，将神经放回原位，于神经损伤点处用9-0无创尼龙线标记。30 min后检测大鼠伤侧坐骨神经动作电位潜伏期、波幅，当神经传导速度降至10 m/s以下时认为坐骨神经轴索及髓鞘断裂或受到损伤，证实造模成功[9]。该实验的优点之处在于将模型损伤程度进行定量分析，且提出诊断依据；于神经损伤点处用9-0号无创尼龙线不是为加重损伤程度，而是用于标记，这为实验取材奠定好基础。但在用尼龙线标记时，应当注意松紧度，过紧会加重损伤程度，过松时尼龙线很容易向远端滑脱。

1.1.2 硅胶管挤压 韩清民等[10]参照Mackinnon等[11]所设计的方法，并加以改良，建立坐骨神经急性挤压伤模型。实验取鼠右侧坐骨神经，游离并显露坐骨神经，将长10 mm、内径0.75 mm的硅胶管纵向切开一边，套住坐骨神经，用6-0号尼龙线缝合，将坐骨神经直径从1.2 mm缩窄到0.75 mm，造成坐骨神经(10 mm长)环形挤压。术后大鼠置于安静、温暖、避强光环境喂养。24 h后切开原切口，拆除硅胶，即形成坐骨神经急性挤压伤模型。该实验操作难度较高，需要高精度测量仪器及熟练的操作手法，且24 h后拆除硅胶，又会对实验动物造成二次损伤。

1.1.3 气囊挤压 张立宁等于兔股骨中段后外方寻找并钝性分离出胫神经，在胫神经进入小腿三头肌近1 cm处，用一种新式气囊压迫胫神经2 min，气囊压力为3 kPa，造成长8 mm的神经挤压伤[12]。损伤神经HE染色，光镜下观察，判断神经损伤程度为SunderlandⅢ度。在损伤部位用1-0号手术线固定于神经外膜做标记。该实验的优点在于可通过控制气压的强弱，控制所需的神经损伤程度，但气囊的选材尚待商榷，并且气囊置于胫神经进入小腿三头肌近1 cm处时，应尽量避免牵拉损伤。造成SunderlandⅢ度损伤，由于损伤程度较重，实验周期可能要相对较长。

1.2 慢性神经卡压伤模型

Koda等认为急性神经性疼痛在临床准确诊断不现实[13]。在研究延迟细胞集落刺激因子引起的机械触诱发痛对大鼠坐骨神经的治疗效果时，Koda等选用成年雌性Sprague-Dawley大鼠制作坐骨神经慢性挤压伤模型以治疗神经性疼痛。

杨米雄等[14]参照O'Brien[15]设计的大鼠坐骨神经慢性卡压模型，取右侧臀部斜切口，游离出坐骨神经，暴露其长度约2.5 cm，测量坐骨神经直径约1.2 cm，将事先准备消毒好的内径1.2 cm、外径5.0 cm，改制的硅胶管套在梨状肌下缘1.0 cm处的坐骨神经上，结扎固定造成坐骨神经慢性卡压伤。硅胶管不取出，避免了模型的二次损伤。但实验并未具体说明卡压压力的大小、卡压具体时间、神经卡压后的损伤情况，以及硅胶管对神经的影响情况，并且还应注意硅胶管植入后的抗炎和抗排异反应。

陈晔凌等[16]参照Grace等的方法[17]，建立分级坐骨神经缩窄动物模型。实验动物选用清洁级雄性Sprague-Dawley大鼠，将坐骨神经主干游离约8 mm，用4-0号铬制羊肠线环绕坐骨神经主干做疏松的单结环扎，使单结刚好能沿神经上下滑动。此种模型建立方法简单易行，但损伤程度不能定量，每个模型的神经损伤程度可能会轻重不一，且在实验期间疏松的单结环扎可能松解并脱落而造成实验失败。

2 牵拉伤模型

Fullarton等选用山羊建立模型，先用两把紧邻着的Dunhill钳钳夹神经造成挤压伤，再牵拉至5 mm，然后持续性牵拉神经30 s，使牵拉段神经最终长11.5 mm，建立山羊臂丛神经牵拉伤的模型[18]。他们主要对牵拉伤神经修补时间及方法进行研究。山羊较为温顺，且神经较粗大，便于实验操作与观察，但由于实验动物较为昂贵，不能够广泛应用；且神经损伤属挤压与牵拉的复合损伤，并未具体说明损伤程度。

周翠屏等借鉴Fullarton等牵拉伤模型制作方法并进行改良，成功建立坐骨神经牵拉伤模型[19]。采用侧卧位以便于充分暴露坐骨神经，钝性分离，游离坐骨神经主干，用两把无齿输精管分离钳分别钳夹坐骨神经主干，两把钳相距0.5 cm，为尽量减少钳夹对神经的损伤作用，分离钳仅扣住一齿；均匀用力向两侧分离两把分离钳，将其间的神经牵拉到1.0 cm，持续牵拉30 s，此时可见神经被牵拉变细长，松开钳子，逐层缝合。病理显示造成周围神经SunderlandⅢ度损伤[20]。该实验操作易行，不足之处是造成的损伤为卡压和牵拉的复合损伤，操作中可能对神经外膜造成损伤，损伤程度较大。

由于神经根轴突无周围神经轴突所具有的抗牵伸作用的丰塔纳条纹(fontana)，当暴力牵拉周围神经时，神经根受到暴力牵拉作用超过其弹性范围就会引起结构的变化；神经根与外周神经相比缺少神经外膜和束膜的保护，损伤常可累及神经根，所以更容易受到牵拉的损伤[21]。因此实验过程中要使神经受到牵拉，首先要固定被牵拉神经的两端，但这样不可避免地造成神经两端的卡压伤。这种方法均会造成神经的复合性损伤，损伤程度较大，并且不容易对神经的损伤定性与定量测量。对于建立神经牵拉伤的模型的方法，尚有待于继续研究。

3 离断伤模型

神经干完全断裂，断裂两端完全分离，或仅以细小的纤维化组织形成瘢痕条索相连，结果是损伤神经所支配的运动肌、感觉神经和交感神经功能完全丧失，即SunderlandⅤ度损伤。此时受损神经支配区还会出现植物神经功能障碍，表现为患区皮肤汗腺、皮脂腺分泌功能障碍[22]。离断周围神经，通过选择性切断运动神经或感觉神经的方法来模拟一个合理、有效、结果可靠的动物模型，可为失神经支配区病理变化及其影响因素的相关研究提供科学依据。

赵磊等在大鼠选择性神经损伤实验模型的建立实验中选取Sprague-Dawley大鼠，①切断左侧L4～L6神经根前根或后根：麻醉状态下，取俯卧位固定，前后根切断组于背部作后正中L3～S1纵切口，显露左侧腰椎后结构，咬除关节突与部分椎板，暴露L4～L6神经根。直视下切断并切除前根或后根1 cm。②坐骨神经切断：于左侧大腿后外侧作弧形切口，显露坐骨神经干，追踪至梨状肌下缘5 mm处，切断并切除1 cm；两断端各自翻转180°，分别固定于臀肌及股二头肌肌膜上，避免神经间的自然生长[23]。该实验通过切断前根、后根及坐骨神经，比较选择性神经损伤所造成的不同结果，这为研究脊神经L4～L6神经前根、后根及坐骨神经受损后，受损神经支配区域的研究提供依据。

Isaacs等将12只Sprague-Dawley大鼠部分切断(2/3)左侧胫神经。8周后，测试双侧腓肠肌、比目鱼肌和屈趾长肌最大等长收缩力，之后切除肌肉并称重。结果显示，患侧与健侧对比只有腓肠肌肌肉在统计学上较弱(P＜0.05)。没有患侧与健侧之间的肌肉重量差异[24]。此实验通过神经对肌肉的营养支持，证明了胫、腓神经所支配的肌肉，为胫、腓神经的相关实验提供理论依据。

王宇博等在不同长度神经片段串联再生室对兔坐骨神经再生的影响中，分别设置自体神经片段串联再生室4 mm组、6 mm组、8 mm组和自体神经移植组。术后16周观察显示，6 mm组和8 mm组优于4 mm组，且效果都近似于自体神经移植，但6 mm组节省神经，是最为适宜的自体神经片段长度[25]。此实验为神经离断适宜长度提供参考。

神经离断伤造模方法也较多地应用于神经损伤的组织工程学研究。王晓亮等在应用人工神经修复大鼠坐骨神经损伤的实验研究中，切除坐骨神经造成5 mm损伤，借助手术显微镜，镜下缝合人工神经于神经外膜上，并使神经两断端分别进入长约9 mm的导管内约2 mm，术后5周观察变化[26]。此种造模方法不仅为周围神经完全离断后的治疗提供新的思路，并且在实验中采用显微镜下操作，使实验更加精密。但实验的周期略短，不利于临床疗效的判断。

4 实验中动物模型的常见问题

在实验过程中总会遇到诸多问题，对实验结果造成影响。其中常见有实验动物自噬现象，原因可能是由于神经损害后神经营养障碍、感觉神经功能障碍、感觉缺失后肢体反复的机械损伤。坐骨神经干受损后，远端的大部分肢体组织失去神经营养及皮肤感觉，因此术后肢体远端出现关节僵硬、皮肤溃疡，部分动物甚至自噬或相互撕咬；经久不愈的肢体溃疡也严重影响实验检测[19]，严重时可导致实验动物脱落从而影响实验进程。因此在实验过程中，实验动物应尽量分笼饲养，及时更换垫料，对于肢体溃疡实验动物应及时清创以保证溃疡面积不再扩大，并行抗炎治疗。

5 小结

在临床中，神经卡压伤较为常见，同时关于神经卡压伤的实验研究也是热点问题，但神经损伤模型的神经损伤定量分析尚有待于进一步研究，神经卡压伤的实验研究是难点问题。

在周围神经卡压伤模型的制作过程中，由于慢性卡压伤模型的设计存在诸多问题，而急性卡压伤模型在设计过程中所遇到的问题不断被完善，因此急性周围神经卡压伤模型在实验中多被采用。其中因钳夹伤操作简单易行，现已被广泛认可与应用。王维等以杠杆等效力测定法测定一把新的17 cm长止血钳尖端压强为21.95 kPa，使钳夹损伤程度更加有据可循。但实验中神经损伤程度的定量仍存在急需解决的问题，如神经损伤时所受到的钳夹力一定，那么钳夹不同时间所造成的具体损伤程度，还应通过动物实验进一步阐释说明。

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