脊髓损伤后周围神经与macro-sieve刺激电极的关联

doi:10.4103/1673-5374.208565

摘要/Abstract

摘要：

脊髓损伤（SCI）是一种衰弱性病症，对受影响个体的健康和生产力有害。对SCI患者运动功能恢复的一个有希望的方法是使用周围神经接口（PNI）。PNI是一种用于从周围神经刺激或记录的微电极阵列，在是一种脊髓损伤远端情况。目前正在开发多种类型的PNI作为神经肌肉控制和功能性电刺激递送的潜在方法。文中讨论了大电极筛选（MSE）作为SCI恢复运动功能潜在目标的适用性。然而，任何再生筛网电极直接神经整合都需要对目标神经横切，并且完全取决于神经的再生能力 - 这也是确定筛选适用性的两个复杂因素。此外，MSE植入到PNS会造成初始CNS损伤后的第二次损伤，直观地可能影响周围神经的再生能力，因为SCI损伤远端的周围神经轴突具有改变性结构形态。我们的临床经验和越来越多的文献证明使用周围神经传递尾部到损伤部位进行临床康复，表明了MSE可能会提供更广泛的使用尾部脊髓段。我们试图研究MSE植入后SCI是否仍然可以用于选择性招募远端肌肉组织。

ORCID:0000-0002-3006-8562(Wilson Z. Ray)

Abstract:

Macro-sieve electrodes were implanted in the sciatic nerve of five adult male Lewis rats following spinal cord injury to assess the ability of the macro-sieve electrode to interface regenerated peripheral nerve fibers post-spinal cord injury. Each spinal cord injury was performed via right lateral hemisection of the cord at the T9–10 site. Five months post-implantation, the ability of the macro-sieve electrode to interface the regenerated nerve was assessed by stimulating through the macro-sieve electrode and recording both electromyography signals and evoked muscle force from distal musculature. Electromyography measurements were recorded from the tibialis anterior and gastrocnemius muscles, while evoked muscle force measurements were recorded from the tibialis anterior, extensor digitorum longus, and gastrocnemius muscles. The macro-sieve electrode and regenerated sciatic nerve were then explanted for histological evaluation. Successful sciatic nerve regeneration across the macro-sieve electrode interface following spinal cord injury was seen in all five animals. Recorded electromyography signals and muscle force recordings obtained through macro-sieve electrode stimulation confirm the ability of the macro-sieve electrode to successfully recruit distal musculature in this injury model. Taken together, these results demonstrate the macro-sieve electrode as a viable interface for peripheral nerve stimulation in the context of spinal cord injury.

Key words: peripheral nerve interface, regenerative electrode, nerve regeneration, spinal cord injury, spinal cord lateral hemisection, electromyography, muscle force

. 脊髓损伤后周围神经与macro-sieve刺激电极的关联[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2017, 12(6): 906-909.

Nathan K. Birenbaum, Matthew R. MacEwan, Wilson Z. Ray. Interfacing peripheral nerve with macro-sieve electrodes following spinal cord injury[J]. Neural Regeneration Research, 2017, 12(6): 906-909.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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