Искусственный нервный проводник для направленного роста периферических нервов (кадаверное исследование)

В настоящее время продолжаются поиски эффективных способов восстановления периферических нервов при анатомическом нарушении их целостности. Золотым стандартом по-прежнему остается аутопластика, которая, однако, не лишена недостатков. Актуальным и перспективным является метод применения нервных имплантатов для направленного роста аксонов.

Цель: изучить биомеханические свойства лабораторных образцов искусственного нервного проводника (ИНП) – нервного кондуита, изготовленных из гибридных биоматериалов, и на кадаверном материале оценить техническую возможность их применения в хирургической практике для восстановления протяженных дефектов периферических нервов.

Материал и методы. Объектами исследования служили изготовленные методом электроспиннинга три образца ИНП: из синтетического материала – поликапролактона (ПКЛ) и гибридных биоматериалов (ПКЛ с желатином или коллагеном). В ходе работы сравнивались физические и механические свойства ИНП: жесткость, пластичность, эластичность, хрупкость, устойчивость образцов к химическому воздействию, их способность к пропитыванию жидкими средами, проницаемость, возможность наложения анастомоза между имплантатом и нервом во время хирургической операции. В качестве кадаверного материала использовали поверхностную чувствительную ветвь правого лучевого нерва человека диаметром 2 мм, выделенную на предплечье протяженностью около 12 см, как наиболее соответствующую диаметру тестируемых образцов ИНП. После хирургической операции оценивали эхогенные признаки имплантатов и их анастомозов с нервом методом ультразвуковой визуализации.

Результаты. Установлено, что образцы ИНП из гибридных материалов по биомеханическим свойствам принципиально пригодны для использования в хирургической практике для обеспечения роста и замещения дефекта периферических нервов. Однако наилучший состав нервного проводника может быть установлен после проведения сравнительных доклинических исследований биосовместимых и функциональных свойств образцов из гибридных материалов.

Заключение. Физические и механические свойства исследуемых образцов ИНП из гибридных биоматериалов соответствуют техническим требованиям, предъявляемым к имплантируемым нервным проводникам при их хирургическом применении.

1. Маргасов АВ. Актуальные проблемы травмы периферических нервов. РМЖ. 2018; 12 (1): 21–24. Margasov AV. Aktual’nye problemy travmy perifericheskih nervov. RMZh. 2018; 12 (1): 21–24.

2. Говенько ФС. Хирургия повреждений периферических нервов. СПб.: Феникс, 2010. 384 с.

3. Шоломов ИИ, Киреев СИ, Левченко КК. Состояние нервно-мышечного аппарата у больных с повреждениями ключицы, костей плечевого пояса и проксимального отдела плеча. Практическая неврология и нейрореабилитация. 2008; 3: 16–18.

4. Kuffler DP, Foy C. Restoration of Neurological Function Following Peripheral Nerve Trauma. International Journal of Molecular Sciences. 2020; 21 (5): 1808.

5. Houshyar S, Bhattacharyya A, Shanks R. Peripheral Nerve Conduit: Materials and Structures. ACS Chemical Neurosclence. 2019; 16 (11): 52.

6. English AW, Wilhelm JC, Ward PJ. Exercise, neurotrophins, and axon regeneration in the PNS. Physiology (Bethesda). 2014; 29: 437–445.

7. Piao CD, Yang K, Li P, Luo M. Autologous nerve graft repair of different degrees of sciatic nerve defect: stress and displacement at the anastomosis in a three-dimensional finite element simulation model. Neural regeneration res. 2015; 10 (5): 804–807.

8. Millesi H, Meisl G, Berger A. Further experience with interfascicular grafting of the median, ulnar, and radial nerves. J Bone Joint Surg. 1976; 58 (2): 209–218.

9. Kehoe S, Zhang XF, Boyd D. FDA approved guidance conduits and wraps for peripheral nerve injury: a review of materials and efficacy. Injury. 2012; 43 (5): 553–572.

10. Chrząszcz P, Derbisz K, Suszyński K, Miodoński J, Trybulski R, Lewin­Kowalik J et al. Application of peripheral nerve conduits in clinical practice: a literature review. Neurol. Neurochir. Pol. 2018; 52: 427–435.

11. Мирошникова ПК, Люндуп АВ, Бацаленко НП, Крашенинников МЕ, Занг Ю, Фельдман НБ, Береговых ВВ. Перспективные нервные кондуиты для стимуляции регенерации поврежденных периферических нервов. Вестник РАМН. 2018; 73 (6): 388–400. doi: 10.15690/vramn1063.

12. Величанская АГ, Абросимов ДА, Бугрова МЛ, Казаков АВ, Погадаева ЕВ, Радаев АМ и др. Реконструкция периферического нерва при использовании биодеградируемого и бионедеградируемого кондуитов в эксперименте. 2020; 12 (5): 48–56. https://doi.org/10.17691/stm2020.12.5.05.

13. Liu D, Mi D, Zhang T, Zhang Y, Yan J, Wang Y et al. Tubulation repair mitigates misdirection of regenerating motor axons across a sciatic nerve gap in rats. Sci Rep. 2018; 8: 3443.

14. Du J, Jia X. Engineering nerve guidance conduits with three-dimenisonal bioprinting technology for long gap peripheral nerve regeneration. Neural Regen Res. 2019; 14: 2073.

15. Goulart CO, Pereira Lopes FR, Monte ZO, Dantas SV, Souto A, Oliveira JT et al. Evaluation of biodegradable polymer conduits – poly(l-lactic acid) – for guiding sciatic nerve regeneration in mice. Methods. 2016; 99: 28–36.

16. Fornasari BE, Carta G, Gambarotta G, Raimondo S. Natural-Based Biomaterials for Peripheral Nerve Injury Repair. Front Bioeng Biotechnol. 2020; 16 (8): 554257.

17. Nemets EA, Surguchenko VA, Belov YuV, Xajrullina AI, Sevastianov VI. Porous Tubular Scaffolds for Tissue Engineering Structures of Small Diameter Blood. Inorganic Materials: Applied Research. 2023; 14 (2): 400–407.

18. Федяков АГ, Древаль ОН, Кузнецов АВ, Севастьянов ВИ, Перова НВ, Немец ЕА и др. Экспериментальное обоснование применения гелевого имплантата «Сферо®Гель» и пленочного имплантата «ЭластоПОБ»® при травме периферической нервной системы в эксперименте. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2009; 11 (4): 75–80.

19. Krarup C, Isben A, Boeckstyns M et al. Effects of a Collagen Nerve Guide Tube in Patients With a Median or Ulnar Nerve Lesion. American Association for Hand Surgery Annual Meeting. 2011; 99.

20. Archibald SJ, Shefner J, Krarup C et al. Monkey Median Nerve Repaired by Nerve Graft or Collagen Nerve Guide Tube. J Neurosci. 1995; 15 (5): 4109–4123.