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编号:10243642
神经生长因子对下齿槽神经再生影响的实验研究
http://www.100md.com 《中华口腔医学杂志》 1999年第4期
     作者:卜寿山 李金荣 胡传真 赵怡芳

    单位:210029 南京医科大学第一附属医院口腔科(卜寿山);湖北医科大学口腔医学院(李金荣、胡传真、赵怡芳)

    关键词:神经生长因子;神经再生;动物;实验

    New Page 6 【摘要】 目的 探讨外源性神经生长因子(nerve growth factor,NGF)对成年大白兔下齿槽神经再生的影响。方法 选用24只成年日本大耳白兔,在双侧下齿槽神经各造成8mm缺损,神经近远端用硅胶管桥接,右侧硅小室内注入外源性NGF作实验侧,左侧注入生理盐水为对照侧。对实验侧和对照侧的再生有髓神经纤维数目、传导速度、纤维横断面积和髓鞘厚度作相应比较。结果 ①NGF能使有髓神经纤维数目明显增加;②在术后相同时间,实验侧的有髓神经纤维横断面积和髓鞘厚度明显大于对照侧;③术后12周和18周时,实验侧再生神经传导速度明显大于对照侧。结论 外源性NGF能够促进下齿槽神经的再生和其感觉功能的恢复。
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    The influence of nerve growth factor on inferior alveolar nerves regeneration in the silicone tubes

    BU Shoushan*,LI Jinrong, HU Chuanzhen, et al. *Department of Stomatology, The First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University,Nanjing 210029

    【Abstract】 Objective To explore the effect of exogenous nerve growth factor(NGF)in the regeneration of adult white rabbits inferior alveolar nerve within the silicone tubes. Methods In 24 adults white rabbits. A bilateral 8 mm inferior alveolar nerve gaps were created,and the proximal and distal stumps were inserted into a 12 mm silicone tube. The silicone tube of the right side was filled with exogenous NGF(experimental group)and the contralateral side was filled with saline (control group).Regeneration of the nerves was assessed by histological exam and nerve electrophysiological appreciation .Total number of the regenerating myelinated nerve fibers,the conduction velocities of nerves.the thickness of myelin sheaths and the cross section area of myelinated nerve fibers between the experimental and the control groups were compared. Results The results showed that: ①The experimental groups demonstrated more myelinated nerve fibers than that of the controls in 12 and 18 weeks.②At the same time following surgery,the myelin sheath thickness and the cross section area of myelinated nerves in the experimental groups were significantly greater than that in the controls.③In 12 and 18 weeks,the conduction velocities of regenerating nerves in the experimental groups were faster than that of the controls. Conclusion This study suggested that exogenous NGF can enhance regeneration of inferior alveolar nerve with recovery of its sensory function.
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    【Key words】 Nerve growth factors Nerve regeneration Animals, laboratory

    下齿槽神经缺损在临床较常见,可造成患侧颏区、下唇永久性感觉丧失、麻木、不自主流涎、咬伤、甚至烫伤等,故修复下齿槽神经十分重要。目前采用显微外科技术已使修复效果进一步改善,但损伤神经的功能恢复尚不能得到理想效果。

    人们在研究中发现,神经生长因子(nerve growth factor ,NGF)与周围神经系统有着密切关系,它维持周围神经系统正常发育和功能,还参与神经再生和创伤修复[1-3]。本研究将纯化的NGF 注入桥接成年大白兔下齿槽神经缺损的硅胶管内,创造神经再生微环境,探讨外源性NGF对下齿槽神经缺损后再生的影响,以寻求一种更为理想的周围神经缺损的修复方法。

    材料和方法
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    1.动物分组:选用健康的成年日本大耳白兔,体重2.5kg左右,雌雄不限,随机分为3周、12周、18周等3个时间组,每组8只。

    2.手术方法:用剂量为30mg/kg的2.5%戊巴比妥钠经兔耳缘静脉注射行全身麻醉。备皮、消毒、铺巾,分别切开双侧下颌下缘下皮肤、肌肉、骨膜,分离、掀起颊侧软组织瓣,显露下颌骨,找出颏孔及出颏孔之下齿槽神经血管束。用高速涡轮牙钻机和小骨凿去除下颌骨下1/3颊侧骨板,显露下齿槽神经血管束。在手术显微镜下 ,仔细分离下齿槽神经。自颏孔向后约6 mm处切去下齿槽神经6 mm,任其回缩。取用12 mm长的硅胶管(内径1.5 mm,外径2.0 mm),用9个0无损伤尼龙线穿过神经断端外膜,两端分别套入管内2 mm并固定于管壁上,使两神经断端间距为8 mm,形成8 mm的神经缺损。用微量注射器将2.5sNGF(中国军事医学科学院基础医学研究所提供)溶液(1 mg/L)30 μl注入右侧硅胶管内作为实验侧,左侧硅胶管内注入等量的生理盐水作对照。将切下的一段下齿槽神经制作成常规组织学切片,HE染色和Loyez苏木素染色,以作正常对照。
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    3.观察方法:

    (1)大体观察:术后3周、12周和18周,自原切口切开,观察硅胶管外周组织变化及管内神经再生情况。

    (2)神经电生理检测:术后12周和18周进行神经电生理检测,具体方法如下:完成大体观察后,显露颏孔、下颌孔及下齿槽神经。于下齿槽神经颏孔处放置刺激电极,于同侧下颌孔处插入记录电极并固定之,刺激强度为100mV,作神经传导速度的测定。

    (3)组织形态学观察:分别于术后3周、12周、18周在手术显微镜下取标本,2%多聚甲醛-2.5%戊二醛固定液固定标本24h后,分别作如下处理:①部分标本流水冲洗24h,取再生神经干中段、远端、制作成4 μm厚的神经干横切片,HE、loyez苏木素染色,光镜观察。②每一时间组取一只动物的再生神经全长标本,作纵行切片(5 μm),HE染色和loyez苏木染色。③18周组取一只动物双侧再生神经远端标本,制作成80nm厚的超薄切片,醋酸铀、枸橼酸铅双重染色,在透射电镜下观察。
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    (4)图像分析:术后12周、18周再生神经干中段loyez苏木素染色的横切片各6张,每张拍6张不同视野的40倍彩色照片,经德国产IBAS Ⅰ+Ⅱ图像处理系统测量有髓神经纤维数目、横断面积和髓鞘厚度。

    结果

    1.大体观察:取材时,肉眼观察。术后3周,硅胶管被纤维结缔组织包裹,管壁完整,管内可见一条索状结构连接神经两断端。条索状结构被半透明液体包埋。术后12周,硅胶管内可见神经再生,再生神经表面有许多毛细血管且形成网状,管内神经连接近远端。18周时,再生神经表面的毛细管网增多,各时间组神经近端均无神经瘤形成。大体观察未见双侧有明显差异。

    2.组织形态学观察:

    (1)光学显微镜观察:术后3周,硅胶管内有一条索状纤维蛋白基质形成。在基质中,实验侧比对照侧含有更多的间皮细胞、成纤维细胞和巨噬细胞,这些细胞连接成网架。术后12周实验侧再生神经干的中段和远端切片中可见有大量再生轴突,且主要为有髓神经纤维(图1)。轴突形成较为规则、集中、整齐的神经束状结构。在对照侧的再生神经横切片中也可见许多轴突和有髓神经纤维,轴突形成的神经束状结构不规则且离散,每束中有髓神经纤维密度明显较实验侧小(图2)。术后18周,双侧的再生轴突和有髓神经纤维数目进一步增加,但实验侧的再生神经内部结构明显较对照侧成熟,实验侧再生神经干粗细较均匀(图3),而对照侧的再生神经干自近端向远端逐渐变细(图4)。
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    (2)透射电镜观察:术后18周,实验侧的再生轴突主要为有髓神经纤维,髓鞘较厚且板层状结构清晰(图5)。有髓神经纤维内有许多微管、微丝等结构,有髓神经纤维被雪旺细胞包绕。该细胞轮廓清楚,质膜、核膜完整,胞浆内有大量线粒体和内质网。而在对照侧,形成的髓鞘较薄(图6),雪旺细胞较幼稚,无髓神经纤维密度较实验侧大。

    3.神经电生理检测:12周时,实验侧和对照侧的再生神经传导速度分别为(24.11±3.58)m/s。统计学分析,两者差异有非常显著性(P<0.01)。18周时,实验侧的神经传导速度明显大于对照侧(P<0.01)(表1)。

    表1 再生神经传导速度的测定结果 时间

    n

    传导速度(m/s,x±s)

    t值
, 百拇医药
    P值

    实验侧

    对照侧

    12周

    6

    24.11±3.58

    14.09±2.16

    5.89

    <0.01

    18周

    6

    36.15±8.73

    26.84±4.03
, 百拇医药
    2.31

    <0.05

    4.图像分析:用IBAS图像分析仪测量出12周和18周时实验侧和对照侧的有髓神经纤维数目及其横面积、髓鞘厚度。经统计学分析,实验侧与对照侧差异显著,前者明显优于后者(表2~4)。表2 再生神经干中段有髓神经纤维数 时间

    n

    有髓神经纤维数(条,x±s)

    t值

    P值

    实验侧

    对照侧

    12周
, 百拇医药
    6

    4 898±439

    3 130±370

    7.53

    <0.01

    18周

    6

    6 470±547

    5 382±478

    4.50

    <0.01

    表3 再生神经干中段有髓神经纤维横断面积 时间
, 百拇医药
    n

    有髓神经纤维横断面积(μm2,x±s)

    t值

    P值

    实验侧

    对照侧

    12周

    60

    4.12±0.96

    2.40±0.79

    5.46

    <0.01
, 百拇医药
    18周

    60

    5.38±1.47

    4.32±1.16

    2.19

    <0.01

    注:n为测定的有髓神经纤维数表4 再生神经干远端有髓神经纤维髓鞘厚度 时间

    n

    有髓神经纤维髓鞘厚度(μm2,x±s)

    t值

    P值

, 百拇医药     实验侧

    对照侧

    12周

    60

    0.32±0.09

    0.23±0.07

    2.50

    <0.05

    18周

    60

    0.47±0.13

    0.37±0.13

    2.34
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    <0.05

    注:n为测定的有髓神经纤维数目

    讨论

    1.NGF与下齿槽神经再生的关系:NGF是由α、β、γ 3种亚单位组成的大分子生物活性多肽,其中β亚单位是NGF的主要活性区。人们在研究中发现[4],外源性NGF能够支持培养液中交感节和感觉节的神经元存活,而且可促进它们长出突起并诱导突起定向生长。有学者切断鼠坐骨神经,局部给予外源性NGF,可避免同侧背根节中感觉神经元的死亡[1],并可促进坐骨神经再生及其功能的恢复[5]。本实验结果显示,外源性NGF在下齿槽神经再生中有如下作用:①下齿槽神经再生早期,实验侧的成纤维细胞、间皮细胞等非神经细胞明显多于对照侧,并相互连成网架,且神经远端雪旺细胞的迁入和增殖均早于对照侧。说明外源性NGF能够促进雪旺等非神经细胞的迁入和增殖,为轴突再生提供了良好的内环境。②外源性NGF能够明显促进有髓神经纤维数目的增加。实验侧的有髓神经纤维明显多于同时间组的对照侧。③能够促进再生神经的成熟。实验侧的有髓神经纤维横断面积、髓鞘厚度明显大于同期对照侧,且实验侧再生神经干中的神经束状结构排列更为整齐、规则、集中。④能够加快再生神经功能的恢复。实验侧的神经传导速度明显快于同期对照侧。上述结果说明了外源NGF能够明显促进下齿槽神经再生,最终加快了神经功能的恢复。关于NGF促进周围神经再生的机理尚不清楚[3,6,7]
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    2.硅胶管在下齿槽神经再生中的作用:用硅胶管桥接下齿槽神经缺损有如下作用:①硅胶管作为人工通道桥接周围神经缺损,形成了 一个封闭系统,保护再生轴突免遭周围瘢痕组织的侵袭,并引导支持轴突再生。②完整的硅胶管管壁能够抑制神经瘤形成。③硅胶管封闭系统可防止由雪旺细胞等非神经细胞分泌的神经营养因子和趋化因子向外周扩散,提高它们在神经断端间的浓度,以更好地促进神经再生。④用硅胶管桥接神经缺损使两断端间存在一定间距,有利于神经远段产生的神经营养因子和趋化因子向近端扩散及雪旺细胞的迁入。⑤硅胶管形成的封闭系统能够有效地防止外源性NGF向管外扩散,维持其有效浓度。

    本实验结果显示,下齿槽神经损伤后局部给予外源性NGF,能促进神经再生并加快神经功能的恢复。本实验为临床修复周围神经缺损提供了一种新的方法。

    参考文献

    [1] Fitzgerald M,Wall PD ,Goedert M,et al.Nerve growth factor conteracts the neurophysiological and neurochemical effects of chronic sciatic nerve section.Brain Res,1985,332:131-141.
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    [2] Urschel BA,Brown PN , Hulsebosch CE.Differential effects on sensory nerve process and behavioral alterations in the rat after treatment with antibodies to nerve growth factor.Exp Neurol,1991,14:44-52.

    [3] 柳川.神经生长因子与神经损伤.中华神经外科杂志,1993,9:109-112.

    [4] Katz DM, Erb M,Lillis R,et al.Trophic regulation of nodose ganglion cell development:evidence for an expanded role of nerve growth factor during embryogenesis in the rat. Exp Neurol,1990,110:1-10.
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    [5] Derby A,Engleman VW,Frierdich GE,et al.Nerve growth factor facilitates regeneration across nerve gaps:morphological and behavioral studiies in rat sciatic nerve.Exp Neurol,1993,119:176-191.

    [6] Levi-Montalcini R.The nerve growth factor thirty five years later.Science,1987,237:1154-1162.

    [7] Snider WD, Johnson EM Jr.Neurotrophic molecules.Ann Neurol,1989,26:489-506.

    收稿:1998-04-08

    修回:1999-04-15

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