By browsing our site you agree to our use of cookies. You will only see this message once.

Find out more

M.F. Meek - Artificial nerve guides - Assessment of the nerve function

Terug
 
Samenvating

De plastisch chirurg krijgt regelmatig patiënten met een perifeer zenuwletsel ter behandeling. De meest ernstige vorm van zenuwletsel is die, waarbij de continuïteit van de zenuw geheel is verdwenen of zelfs en deel van de zenuw afwezig is. Indien niet gezorgd wordt voor herstel van de continuïteit van de zenuw, zal het orgaan, dat normaliter door de zenuw wordt geïnnerveerd, niet meer kunnen functioneren. Voor de overbrugging van een perifeer zenuwdefect wordt klinisch vaak gebruik gemaakt van een autoloog zenuwtransplantaat. Dit brengt met zich mee dat op de donorplaats zenuw wordt opgeofferd. Op die plaats kunnen complicaties ontstaan. Daarnaast kan het zo zijn dat het kaliber van de donorzenuw afwijkt van dat van de te reconstrueren zenuw. Een veelbelovend alternatief ter vervanging het zenuwtransplantaat is het gebruik van artificiële zenuwgeleiders. Artificiële materialen worden de laatste jaren steeds vaker toegepast in het menselijk lichaam. Niet afbreekbare materialen blijven echter als een “vreemd-lichaam” in situ, met mogelijk negatieve consequenties. Het gebruik van afbreekbare biomaterialen heeft daarom een grote vlucht genomen, ook in de zenuwchirurgie. Een afbreekbare zenuwgeleider kan degraderen nadat hij zijn functie heeft vervuld. Ook maakt de zenuwgeleider een donorplaats overbodig.

In het verleden is de vreemd-lichaam reactie en de degradatie van en amorf co- polymeer van DL-lactide en e -caprolactone (1:1, D:L = 15:85) [p(DLLA- e -CL)] in de rat bestudeerd. Tevens is de zenuwregeneratie na overbrugging van een defect in de n. ischiadicus van rat met afbreekbare p(DLLA- e -CL) zenuwgeleiders onderzocht. De resultaten waren veelbelovend. Voordat echter kan worden begonnen met de klinische toepassing, moeten de functionele resultaten na overbrugging van perifere zenuwdefecten worden onderzocht. In dit proefschrift is beschreven dat functioneel herstel wel optreedt (sensibel beter dan motorisch), maar dat een volledig motorisch herstel niet wordt bereikt. Het looppatroon van de raten blijft afwijkend ten gevolge van zogenoemde kruisinnervatie, ondanks het feit dat de rat zich wel weet aan te passen in zijn looppatroon. Het functioneel herstel na overbrugging van het zenuwdefect met een zenuwgeleider is sneller dan defect met een autoloog zenuwtransplantaat. Minder biomateriaal geeft minder zwelling tijdens degradatie. Daarom werden dunwandige zenuwgeleiders onderzocht. Het bleek dat een dunwandige zenuwgeleider collabeert en zodoende de zenuwregeneratie negatief beïnvloedt. Dit had een negatieve uitwerking op het functioneel zenuwherstel. Hoe langer het traject dat de zenuw moet overbruggen, des te minder goed is de zenuwregeneratie, tenzij de richting van regenererende axonen wordt gestuurd. In dit proefschrift wordt beschreven wat het effect is van gedenatureerd spierweefsel in de zenuwgeleider.

Spierweefsel bevat collageen IV en laminine, die als stimulerende factoren voor de zenuwregeneratie bekend staan. Tevens voorziet het spierweefsel in basale laminae die in een longitudinale richting zijn georiënteerd. Uitgroeiende axonen regenereerden uitzonderlijk snel naar de distale zenuwstomp en de collaps van de wand van de zenuwgeleider werd vermeden. Tevens bleken ratten waarbij een zenuwgeleider gevuld met spierweefsel was geïmplanteerd sneller herstel te vertonen dan ratten waarbij het defect in de zenuw was overbrugd met en autoloog zenuwtransplantaat. Herstel van functie, gemeten met verschillende technieken, werd verkregen na overbrugging van 15 mm defecten met de zenuwgeleider. Het herstel was echter niet volledig, maar wel beter dan na overbrugging van het defect met een autoloog zenuwtransplantaat. Dit duidt zeer waarschijnlijk enerzijds op kruisinnervatie en anderzijds ook op aanpassings-mogelijkheden van de rat. Verder onderzoek naar de mogelijkheden tot het verkrijgen van optimale eigenschappen van de zenuwgeleider zal mogelijkheden kunnen bieden voor de overbrugging langere zenuwdefecten. Hierbij kan worden gedacht aan aanpassingen van het biomateriaal, de wand van de zenuwgeleider en modificaties in (b.v. aanbrengen van regeneratie bevorderende middelen) rondom de zenuwgeleider (vermindering van weefselreacties). Daarnaast is het van belang om mogelijkheden te vinden die ervoor kunnen zorgen dat regenererende axonen naar hun oorspronkelijke bestemming komen en daar ook een functionele aansluiting weten te maken.

Summary

The plastic surgeon regularly treats patients with peripheral nerve lesions. The most severe form of nerve injury is total nerve disruption with loss of continuity leading to loss of function of the end organs. Clinically, an autologous nerve graft is often used to bridge a peripheral nerve gap. A donor nerve has then to be taken and so its continuity is sacrificed. Several complications may occur at the donor site. Furthermore, the calibre of the donor nerve may differ from the nerve that has to be bridged. A promising alternative to a nerve graft is the use of artificial nerve guides. Since several years, artificial materials have been used more frequently in the human body. Non-degradable materials stay in situ as a “foreign body”. Therefore, the use of biodegradable biomaterials has expanded enormously, also in nerve surgery. A biodegradable nerve guide degrades after serving it’s purpose. In the past, the foreign body reaction and the degradation of an amorphous co- polymer of DL-lactide and e -caprolactone (1:1, D:L = 15:85) [p(DLLA- e -CL)] in the rat was evaluated. Furthermore, nerve regeneration after bridging a gap in the sciatic nerve of the rat with a biodegradable p(DLLA- e -CL) nerve guide was evaluated. The results were promising. Before applying the nerve guide in hu- mans, the functional results after bridging peripheral nerve gaps have to be investigated. In this thesis recovery of nerve function is described (sensory better than motor), however, complete recovery of motor nerve function is not achieved. The walking track in the rat stays abnormal due to so-called cross-innervation, however, the rat is able to adapt its walking track. Recovery of nerve function after bridging a nerve gap with a nerve guide was faster compared with an autologous nerve graft. Less biomaterial causes less swelling during degradation.

Therefore, a thin-walled nerve guide was studied. Unfortunately, a thin-walled nerve guide tended to collapse, which in turn negatively influenced the nerve regeneration process. This had a negative effect on the recovery of nerve function. The longer the gap that has to be bridged, the worse nerve regeneration will be, unless the regenerating axons can be oriented in some way. In this thesis, the effect of denatured muscle tissue inside the nerve guide is described. Muscle tissue contains both collagen type IV and laminin, which are known to stimulate nerve regeneration. Furthermore, muscle tissue provides basal laminae orientated in a longitudinal fashion. Outgrowing axons regenerate exceptionally fast towards the distal nerve stump and collapse of the wall of the nerve guide was therefore prevented. Moreover, nerve recovery was faster in rats implanted with a nerve guide filed with muscle tissue, compared with rats where the nerve gap was bridged by an autologous graft. Recovery of function, as evaluated by multiple techniques, was achieved after bridging 15 mm defects with the biodegradable nerve guide. Although recovery was not complete it was better compared with an autologous nerve graft. This is probably caused by cross-innervation and adaptational possibilities of the rat. More research will be carried out to obtain optimal properties of the nerve guide which will give us prospects for bridging larger nerve gaps. Adaptation of the biomaterial, the wall of the nerve guide and modifications in (e.g. incorporation of stimulating factors for nerve regeneration) and around the nerve guide (less tissue reaction) are aspects which have to be addressed. Furthermore, it is also important to discover a method whereby regenerating axons can find their original target organs and make good functional connections.


Powered By: webCiters