面神经损伤修复方法的研究进展

面神经是含有运动神经纤维和感觉神经纤维的混合神经,并以运动功能为主,易受外伤、医源性损伤、肿瘤等因素影响而造成损伤,随着修复技术的提高,面神经损伤修复的质量大为提高。但由于面神经解剖和功能上的特殊性,且神经再生是一个复杂的过程,修复后功能的恢复不够理想。因此,寻找新的修复方法提高神经的再生速度和质量,依然是目前需要解决的问题。现将面神经损伤修复方法的研究进展综述如下。

1神经吻合

直接立即缝合神经的断端是面神经损伤最好的修复方法,但仅限于缺损长度较短或位置较特殊的类型。

1.1 端端吻合:端端吻合是最理想的神经吻合方法,具有良好的远期效果。经典的缝合方法主要有神经外膜缝合和神经束膜缝合。神经外膜缝合法只缝外膜,操作简单,但神经功能束的对合较差;神经束膜缝合法吻合更确切,但有错接不同功能神经束的可能,可用Sunderland 神经束分布图、电刺激法、分子免疫法等指导术中鉴别不同神经束,行束膜吻合。

1.2 端侧吻合:端侧吻合是把一根或多根损伤神经的远端吻合到一根正常神经外膜开窗处。面神经分为五支,在外伤和肿瘤包裹时经常有多支损伤,所以比较适合此术式。Viterbo 等[1]首先报道了神经端侧吻合后可诱使未受损的神经干发出侧芽长入受损神经干远端,得到了外科界的重视,成为研究热点。刘洪飞等[2]在面神经损伤端侧吻合修复的临床应用中,采用端侧吻合技术进行了面神经修复,取得了良好的疗效。

1.3 神经延长吻合:对于面神经缺损长度较少,但又不宜行直接吻合术的,可采取神经延长吻合。牙祖蒙等[3]研究指出,面神经缺损≤3cm,通过快速延长后即刻行吻合术修复神经缺损,可获较满意疗效。韦培涌等[4]研究发现,将面神经鼓室段及乳突段联合向外耳道后壁及颞骨浅面改道,能有效延长面神经总干长度,是解决面部外科手术中面神经长度不足的有效方法之一。

2神经移植

面神经损伤后直接缝合有张力时或因为手术切除导致一段神经缺失时,有时必须采用神经桥接移植手术和其他特殊的手段。神经移植术是最可行的治疗手段之一,神经移植及其疗效的提高和改善的研究,仍备受众多学者关注。

2.1 自体神经移植:自体神经移植取材较为简单、方便安全,且容易操作。此种方法移植物是自体的组织,不容易造成免疫排斥反应,而且能为神经再生提供良好的微环境,尤其是自体神经中的神经营养因子是神经再生中不可或缺的物质。因此,目前自体神经移植为面神经缺损修复的“金标准”[5], 早期临床自体神经移植恢复率已接近80%。通常可供移植的神经最常用的是腓肠神经[6],前臂内、外侧皮神经等[7]。自体神经移植分为吻合血管的神经移植和不吻合血管的神经移植。自体吻合血管的神经移植在临床上已得到应用,效果较佳,但可供吻合血管的神经来源有限,故应用范围较局限[8]。

2.2 同种异体神经移植:目前对于较长面神经缺损修复的桥接物中,以自体神经修复最为可靠,但是供区神经功能损伤和可以缝合的神经长度及直径受限是不可以克服的障碍,而且来源有限。同种异体神经修复则可以克服上述缺点,具有来源充足、各种类型的神经段都可得到等优点,但存在排斥反应。为解决免疫排斥问题,许多学者从各方面进行了研究。Hontanilla 等[9]用冷冻法保存异体神经桥接物后,雪旺细胞仍保留活性,而细胞内粘附分子和主要组织相容复合体表达明显降低,异体神经桥接物的抗原性亦明显降低。近年来,用化学消化剂处理同种异体神经,清除雪旺细胞、髓鞘及崩解碎片,保留神经基膜,从而极大地降低其免疫原性而不出现排斥反应,具有与自体神经移植相近的功能。牛宇等[10]采取化学去细胞对异体神经进行处理,结果证明,此法制备的去细胞异体神经的抗原性明显降低,移植后免疫排斥反应不明显,可恢复面神经的运动及传导功能, 具有潜在的临床应用前景。许多学者用多种方法(包括放疗、预溃变和乙醇以及胚胎神经移植等)降低供体的抗原性,来降低免疫排斥反应,均取得了一定的效果,但大多处于动物实验的研究阶段,在面神经的临床应用中鲜见报道。

2.3 异种神经移植:异种神经具有与同种异体神经类似的优点,但使用后会出现强烈的排斥反应,修复效果较差。丁文龙等[11]采取一种神经取材前用刀豆球蛋白A对供者全身灌注处理,可有效封闭其免疫源性,移植神经不仅成活,且允许宿主再生纤维通过,并向远端生长。但该研究是以低等动物为对象,修复缺损仅5mm,是否具有应用价值,仍有待于进一步研究。

3神经组织工程

随着分子生物学、基因工程技术和组织工程技术的发展,对面神经的损伤修复和再生机制在分子水平上获得了更深的认识,修复面神经损伤的新方法和新概念不断显现,组织工程学研究为解决这一问题提供了新的思路。种子细胞与导管支架组成的复合体是构建组织工程的核心。

3.1 种子细胞:一般意义上的种子细胞包括雪旺细胞及各种干细胞。

3.1.1 雪旺细胞:雪旺细胞在神经系统的再生和修复中起着至关重要的作用。有学者已经用多种方法证实单纯使用神经导管并不能有效地促进神经再生,种植雪旺细胞后,则明显地促进了髓鞘形成和轴突再生。Fansa 等[12]将体外培养的雪旺细胞桥接鼠坐骨神经缺损,显著促进了神经再生。将雪旺细胞应用于面神经修复以及使用组织工程化人工神经来修复面神经的报道较少,其原因可能是面神经的特殊解剖特点和其功能的复杂性。

3.1.2 干细胞:干细胞具有分裂、自我更新能力和多向分化潜能。获取足够数量的干细胞,择适当途径植入到损伤或病变的部位,修复神经结构并与原存神经建立生理联接,进而达到恢复神经功能的目的。王伟等[13-14]已建立了成熟的成肌细胞快速高效分离方法,获得了表型均一、稳定的单克隆株系。修复了动物长段神经缺损,获得了满意效果。郭宝凤等[15]用神经干细胞修复兔面神经缺损,研究指出,神经干细胞移植能显著提高面神经损伤后修复的效果。

3.2 导管支架:导管材料可作为人工细胞外基质为细胞提供赖以粘附、生长、分化和增殖场所,进行正常新陈代谢,以促进神经损伤修复。导管支架有生物性神经导管,人工合成导管,复合组织导管等。

3.2.1 生物型神经导管:自体静脉导管和自体骨骼肌导管是临床上常用的生物型神经导管。Bunger 在1981年完成了自体静脉导管修复神经缺损的动物实验,取得满意效果。大量临床研究表明:应用单纯自体静脉导管修复短距离神经缺损能够获得自体神经移植的疗效。自体骨骼肌导管研究始于20世纪40年代,现已证实,骨骼肌的肌膜管具有与神经内膜相似的结构和理化特性,临床研究亦发现单纯自体骨骼肌导管与自体神经移植修复疗效接近。

3.2.2 人工合成导管:人工合成导管历经了从非降解材料到生物降解材料的过程,非降解导管包括硅胶管、聚四氟乙烯等,硅胶管是临床上应用最广泛的人工合成非降解材料导管。生物降解材料包括聚羟基乙酸、聚乳酸、聚乳酸聚羟基乙酸共聚体等。张伟等[16]研究指出,聚四氟乙烯平板(e-PTFE) 和胶原导管可以作为修复周围神经系统损伤的生物相容性材料。陆艳等[17]研究发现,多孔丝素导管对面神经缺损能起到一定作用, 有促进和引导神经再生的作用。

3.2.3 复合组织导管:复合组织导管基本上可以分为两类,将组织或器官重组改造成符合神经再生需要的神经导管;在单纯的生物型导管或人工合成的导管中加入能够促进轴突生长的物质制成的神经导管。Yannas等提出了重建神经再生微环境空间的设想,即将有利于神经再生的胞外基质以各种形式填充于神经导管中,以促进神经再生。张涵等[18]通过对兔面神经损伤修复发现,神经干细胞-透明质酸(NSCs-HA) 支架复合神经营养素3(NT-3)可以显著提高面神经损伤修复的效果。

4神经营养因子

神经营养因子(NTFs) 的发现为面神经损伤修复的研究开辟了新的思路。面神经损伤后,NTFs 主要由神经膜细胞和神经末梢分泌,通过损伤的轴突逆行运输到神经元的相应胞体,对中枢和周围神经元的发育、分化再生和功能特性的表达均有重要的调控作用。

4.1 神经营养素:神经营养素包括神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)、神经营养素3(NT-3)、神经营养素4/5(NT-4/5),神经营养素6(NT-6)和神经营养素7(NT-7)。其中NGF 和BDNF 研究最多,实验证明NGF通过与相应受体结合,具有抑制神经元凋亡等重要生物学作用[19]。李云春等[20]研究指出,BDNF 在面神经中存在逆行转运,且131I-BDNF 在面神经的转运受未标记BDNF的明显抑制。

4.2 神经细胞分裂素:神经细胞分裂素包括睫状神经营养因子(CNTF) ,白细胞介素1、3、6 (IL-1, IL-3, IL-6) 等,其中CNTF 最具代表性, CNTF 对周围神经损伤后的修复与再生都有着明显的营养和促进作用,Weise等[21]发现当成年动物周围神经损伤后,雪旺细胞能大量分泌CNTF ,保护受损的神经元存活。季兴等[22]发现局部给予重组CNTF 可增强面神经损伤修复大鼠面神经核内信号传导子和转录激活子3(STAT3) 的磷酸化。从而进一步证实CNTF 对面神经损伤后的神经再生具有促进作用。刘洪飞等[23]研究发现,CNTF 在提高神经端侧吻合后侧支萌出率和减轻失神经肌肉萎缩方面有积极的作用。

4.3 成纤维细胞生长因子:成纤维细胞生长因子(FGF) 分为碱性成纤维细胞生长因子(bFGF) 和酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)。在对周围神经的研究中bFGF 的作用十分肯定。骆文龙等[24]研究发现,bFGF 可以使面神经损伤后的神经元Bcl-2 蛋白表达增多,Bax 、Caspase-3 蛋白表达减少,使面神经元凋亡发生减少。

4.4 其他神经营养因子:胶质源性神经营养因子(GDNF)、胰岛素样生长因子(IGF) 等也有不同程度的促神经生长和神经元保护作用。其中,GDNF 是目前发现的生物活性最强的靶源性神经元营养因子,在促进神经元存活、生长和分化方面有着其他神经生长因子不可替代的作用。Watab等[25]在成年大鼠撕脱伤的面神经神经元中转导腺病毒编码GDNF,检测其神经保护作用,结果表明腺病毒介导的GDNF 基因转导用于防止面神经损伤后神经元退行性变是可行而合理的选择。

综上所述,随着现代医学技术的飞速发展以及组织基因工程的不断深入,加之神经营养素家族的不断壮大,面神经损伤后的修复方法与方式也越来越多。面神经损伤的治疗肯定会摆脱以往单一模式,精细准确的手术,更接近人体的人工神经,高生物效能的神经营养因子相结合是今后的发展方向。希望随着医学、生物学、工程学等学科的进一步发展和对神经再生机制的深入研究,我们能够在面神经缺损修复方面取得更大的突破。

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[收稿日期]2010-07-04 [修回日期]2010-09-20