RU2464020C2 - Method for stimulating neurotisation - Google Patents
Method for stimulating neurotisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2464020C2 RU2464020C2 RU2011132121/15A RU2011132121A RU2464020C2 RU 2464020 C2 RU2464020 C2 RU 2464020C2 RU 2011132121/15 A RU2011132121/15 A RU 2011132121/15A RU 2011132121 A RU2011132121 A RU 2011132121A RU 2464020 C2 RU2464020 C2 RU 2464020C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nerve
- arginine
- carboxymethyl cellulose
- sodium salt
- conduit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, преимущественная область его использования - нейрохирургия и травматология.The invention relates to medicine, the primary area of its use is neurosurgery and traumatology.
Травматические повреждения нервов достаточно часто встречаются в клинической практике. В тяжелых случаях травма вызывает полный анатомический разрыв с формированием дефекта между центральным и периферическим отрезками нерва. Существующие хирургические, терапевтические и физиотерапевтические методы лечения недостаточно эффективны и зачастую приводят к утрате функции денервированного органа, полному параличу всех мышц, иннервируемых поврежденным нервом, нарушению чувствительности. На сегодняшний день одним из наиболее эффективных методов замещения дефекта является аутонервная пластика с использованием фрагмента другого, функционально менее значимого нерва. В качестве альтернативного подхода активно разрабатываются кондуиты нерва, состоящие из трубки на основе биосовместимых и биорастворимых материалов, и содержимого в виде гидрогелевой среды [см. Челышев Ю.А. Экспериментальное обоснование применения кондуитов нерва / Ю.А.Челышев, А.А.Богов // Неврологический вестник (журнал им. В.М.Бехтерева). - 2008. - Т.40. - №4. - С.101-109]. Перспективы этого подхода связывают с возможностью введения в кондуит нерва стимуляторов нейрорегенерации. Этими свойствами в разной степени обладают факторы роста, нейротрофические факторы, гормоны и ряд веществ различной химической природы. Однако возникающие при использовании этих веществ значительные побочные эффекты не позволяют их применять в клинической практике. Перспективным стимулятором нейрорегенерации нерва представляется аминокислота L-аргинин. Ранее было высказано предположение о том, что L-аргинин участвует в модификации белков в дегенерирующей после повреждения нервной ткани, что должно поддерживать регенерацию периферического нерва [см. Cestaro В. Effects of arginine, S-adenosylmethionine and polyamines on nerve regeneration. / B.Cestaro // Acta Neurol. Scand. Suppl. - 1994. - Vol.154. - P.32-41]. В пользу этой гипотезы свидетельствуют два обстоятельства: во-первых, NO во многих тканях и клеточных системах поддерживает процесс регенерации; во-вторых, естественным субстратом для синтеза NO в организме служит L-аргинин. На генетически дефектных (нокаутных) по нейрональной NO-синтазе мышах показано, что при перерезке седалищного нерва происходит задержка регенерации, замедление восстановления чувствительной и двигательной функции конечности, а также более выраженный посттравматический апоптоз чувствительных нейронов [см. Keilhoff G. Nitric oxide synthase, an essential factor in peripheral nerve regeneration / G.Keilhoff, H.Fansa, G.Wolf // Cell. Mol. Biol. (Noisy-le-grand). - 2003. - Vol.49. - №6. - P.885-897]. Однако в работе Zochodne et al. (1997) был зарегистрирован противоположный эффект, когда угнетение образования NO путем прямого ингибирования NO-синтазы с помощью метилового эфира N(omega)-нитро-L-аргинина(L-NAME), наоборот, стимулировало регенерацию периферического нерва. Это указывает на актуальность детального исследования роли системы NO в регенерации нерва и, в частности, возможности влияния субстрата синтеза NO L-аргинина на ее компоненты.Traumatic nerve damage is quite common in clinical practice. In severe cases, the injury causes a complete anatomical gap with the formation of a defect between the central and peripheral segments of the nerve. Existing surgical, therapeutic and physiotherapeutic methods of treatment are not effective enough and often lead to loss of function of the denervated organ, complete paralysis of all the muscles innervated by the damaged nerve, and impaired sensitivity. To date, one of the most effective methods for replacing a defect is autologous plastic using a fragment of another, functionally less significant nerve. As an alternative approach, nerve conduits are actively developed, consisting of a tube based on biocompatible and biosoluble materials, and contents in the form of a hydrogel medium [see Chelyshev Yu.A. Experimental substantiation of the use of nerve conduits / Yu.A. Chelyshev, A.A. Bogov // Neurological Bulletin (V.M.Bekhterev Journal). - 2008. - T. 40. - No. 4. - S.101-109]. The prospects for this approach are associated with the possibility of introducing neuroregeneration stimulants into the conduit of the nerve. Growth factors, neurotrophic factors, hormones, and a number of substances of various chemical nature possess these properties to varying degrees. However, significant side effects arising from the use of these substances do not allow their use in clinical practice. A promising stimulator of neuroregeneration of the nerve is the amino acid L-arginine. Earlier it was suggested that L-arginine is involved in the modification of proteins in the degenerating after damage to the nervous tissue, which should support the regeneration of the peripheral nerve [see Cestaro B. Effects of arginine, S-adenosylmethionine and polyamines on nerve regeneration. / B. Cestaro // Acta Neurol. Scand. Suppl. - 1994 .-- Vol. 154. - P.32-41]. Two circumstances testify to this hypothesis: firstly, NO in many tissues and cellular systems supports the regeneration process; secondly, L-arginine serves as a natural substrate for the synthesis of NO in the body. On genetically defective (knockout) mice on neuronal NO synthase, mice have been shown to have a delayed regeneration during sciatic nerve transection, slowed recovery of sensory and motor function of the limb, and more pronounced post-traumatic apoptosis of sensory neurons [see Keilhoff G. Nitric oxide synthase, an essential factor in peripheral nerve regeneration / G. Keilhoff, H. Fansa, G. Wolf // Cell. Mol. Biol. (Noisy-le-grand). - 2003. - Vol. 49. - No. 6. - P.885-897]. However, Zochodne et al. (1997) the opposite effect was recorded when the inhibition of NO formation by direct inhibition of NO synthase with N (omega) nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME), on the contrary, stimulated the regeneration of the peripheral nerve. This indicates the relevance of a detailed study of the role of the NO system in nerve regeneration and, in particular, the possibility of the influence of the substrate for the synthesis of NO L-arginine on its components.
Основанием для применения L-аргинина в качестве стимулятора регенерации нерва послужили также данные исследований, которыми показано, что при травме спинного мозга L-аргинин или его аналоги сдерживают развитие дегенерации и оказывают цитопротекторное действие, снижая вероятность вступления в апоптоз нейронов и олигодендроцитов [см. Lee Y.B. Role of tumor necrosis factor-alpha in neuronal and glial apoptosis after spinal cord injury / Y.B.Lee, T.Y.Yune, S.Y.Baik et al. // Exp.Neurol. - 2000. - Vol.166. - №1. - P.190-195; Yüceer N. The early protective effects of L-arginine and Ng-nitro-L-arginine methyl ester after experimental acute spinal cord injury. A light and electron microscopic study / N.Yüceer. A.Attar, M.F.Sargon et al. // J. Clin. Neurosci. - 2000. - Vol.7. - №3. - P.238-243].The basis for the use of L-arginine as a stimulator of nerve regeneration was also the data of studies that showed that with spinal cord injury, L-arginine or its analogues inhibit the development of degeneration and have a cytoprotective effect, reducing the likelihood of neurons and oligodendrocytes entering apoptosis [see Lee Y.B. Role of tumor necrosis factor-alpha in neuronal and glial apoptosis after spinal cord injury / Y.B. Lee, T.Y. Yune, S.Y. Baik et al. // Exp.Neurol. - 2000. - Vol. 166. - No. 1. - P.190-195; Yüceer N. The early protective effects of L-arginine and Ng-nitro-L-arginine methyl ester after experimental acute spinal cord injury. A light and electron microscopic study / N.Yüceer. A. Attar, M. F. Sargon et al. // J. Clin. Neurosci. - 2000. - Vol. 7. - Number 3. - P.238-243].
Известен способ преодоления разрыва нерва с помощью гидрогелевой среды на основе карбоксиметилцеллюлозы [см. Adanali G. Effects of hyaluronic acid-carboxymethylcellulose membrane on extraneural adhesion formation and peripheral nerve regeneration / G.Adanali, M.Verdi, A.Tuncel, B.Erdogan, E.Kargi // J.Reconstr. Microsurg. - 2003. - Vol.19. - №1. - P.29-36]. В этой работе разрыв нерва был укутан мембраной из смеси гиалуроновой кислоты и карбоксиметилцеллюлозы, что к 3 месяцу после операции сдерживало образование рубца нерва и увеличивало количество регенерирующих нервных волокон.A known method of overcoming nerve rupture using a hydrogel medium based on carboxymethyl cellulose [see Adanali G. Effects of hyaluronic acid-carboxymethylcellulose membrane on extraneural adhesion formation and peripheral nerve regeneration / G. Adanali, M. Verdi, A. Tuncel, B. Erdogan, E. Kargi // J. Reconstr. Microsurg. - 2003. - Vol.19. - No. 1. - P.29-36]. In this work, nerve rupture was wrapped in a membrane of a mixture of hyaluronic acid and carboxymethyl cellulose, which, by the 3rd month after the operation, restrained the formation of a nerve scar and increased the number of regenerating nerve fibers.
Известен способ лечения повреждений периферических нервов, включающий введение в нерв нейропротекторов, стимуляторов метаболизма и васкуляризации ткани [патент РФ №2005123569/14, МПК A61K 35/64, опубл. 2006; заявка на изоблетение РФ №2008101251/14, МПК A61K 35/14, опубл. 2009).A known method of treating damage to peripheral nerves, including the introduction into the nerve of neuroprotectors, metabolic stimulants and tissue vascularization [RF patent No. 2005123569/14, IPC A61K 35/64, publ. 2006; Application for the invention of the Russian Federation No. 2008101251/14, IPC A61K 35/14, publ. 2009).
Применение ингибитора нейрональной (nNO-синтазы) и эндотелиальной (eNO-синтазы) синтазы оксида азота - метилового эфира N(omega)-нитро-L-аргинина(L-NAME), приводящее к снижению содержания NO, вызывает значительное уменьшение количества выживающих после травмы нейронов [см. Yonehara N. Involvement of nitric oxide in re-innvervation of rat molar tooth pulp following transection of the inferior alveolar nerve / N.Yonehara, M.Takemura, Y.Shigenaga // Brain Res. - 1997. - Vol.757. - №1. - P.31-36].The use of an inhibitor of neuronal (nNO synthase) and endothelial (eNO synthase) synthase of nitric oxide - methyl ester of N (omega) nitro-L-arginine (L-NAME), leading to a decrease in the content of NO, causes a significant decrease in the number of survivors after injury neurons [see Yonehara N. Involvement of nitric oxide in re-innvervation of rat molar tooth pulp following transection of the inferior alveolar nerve / N. Yonehara, M. Takemura, Y.Shigenaga // Brain Res. - 1997 .-- Vol.757. - No. 1. - P.31-36].
Наиболее близким техническим решением, взятым в качестве прототипа, является способ поддержания посттравматического выживания нейронов при травме периферического нерва [см. Yonehara N. Involvement of nitric oxide in re-innvervation of rat molar tooth pulp following transection of the inferior alveolar nerve / N.Yonehara, M.Takemura, Y.Shigenaga // Brain Res. - 1997. - Vol.757. - №1. - P.31-36], в котором на модели перерезки нижнего альвеолярного нерва было показано, что интраперитонеальное введение L-аргинина в дозе 300 мг/кг один раз в день в течение 4 суток приводит к незначительному увеличению количества выживающих нейронов тройничного узла. Это нейропротекторное действие L-аргинина является необходимым условием для регенерации нервных волокон и восстановления функции периферического нерва.The closest technical solution, taken as a prototype, is a method for maintaining the post-traumatic survival of neurons in a peripheral nerve injury [see Yonehara N. Involvement of nitric oxide in re-innvervation of rat molar tooth pulp following transection of the inferior alveolar nerve / N. Yonehara, M. Takemura, Y.Shigenaga // Brain Res. - 1997 .-- Vol.757. - No. 1. - P.31-36], in which a lower alveolar nerve transection model showed that intraperitoneal administration of L-arginine at a dose of 300 mg / kg once a day for 4 days leads to a slight increase in the number of surviving trigeminal neurons. This neuroprotective effect of L-arginine is a prerequisite for the regeneration of nerve fibers and the restoration of peripheral nerve function.
В исследовании, рассматриваемом в качестве прототипа:In a study considered as a prototype:
- осуществлено интраперитонеальное (системное) введение L-аргинина, что не позволяет создать достаточную концентрацию вещества локально в области повреждения нерва, где располагаются ключевые клетки, поддерживающие регенерацию нервных волокон и которые могут быть главными мишенями L-аргинина в процессе посттравматической регенерации периферического нерва;- the intraperitoneal (systemic) administration of L-arginine was carried out, which does not allow creating a sufficient concentration of the substance locally in the area of nerve damage, where the key cells that support the regeneration of nerve fibers and which can be the main targets of L-arginine during post-traumatic regeneration of the peripheral nerve are located;
- вследствие системного введения L-аргинина не представляется возможным детально проанализировать механизмы возможного прямого влияния на нейральные структуры в области повреждения;- due to systemic administration of L-arginine, it is not possible to analyze in detail the mechanisms of a possible direct effect on the neural structures in the area of damage;
- не установлено, оказывает ли L-аргипин стимулирующее влияние на регенерацию нерва в условиях нарушения его целостности на значительном протяжении, т.е. в условиях образования диастаза;- it has not been established whether L-argipin has a stimulating effect on the regeneration of a nerve in conditions of violation of its integrity over a considerable period, i.e. in the conditions of the formation of diastasis;
- не получены данные об эффективности доставки L-аргинина в составе имплантируемого кондуита нерва, который применяют для преодоления протяженных посттравматических дефектов нерва;- data on the delivery efficiency of L-arginine in the implantable nerve conduit, which is used to overcome long-term post-traumatic nerve defects, were not obtained;
- показано, что системное введение L-аргинина приводит к незначительному увеличению количества выживающих нейронов тройничного узла, что является достаточным предрасполагающим фактором для регенераторного роста нервных волокон, однако прямые данные по прорастанию нервных волокон в периферический отрезок нерва и центрального отрезка не получены.- it was shown that systemic administration of L-arginine leads to a slight increase in the number of surviving trigeminal neurons, which is a sufficient predisposing factor for regenerative growth of nerve fibers, however, direct data on the growth of nerve fibers in the peripheral segment of the nerve and central segment have not been obtained.
Исследований прямого влияния на нейрорегенерацию L-аргинина, доставляемого локально в область повреждения нерва, в доступных заявителю источниках информации не выявлено.Studies of the direct effect on the neuroregeneration of L-arginine, delivered locally to the area of nerve damage, were not found in the sources of information available to the applicant.
Целью заявленного способа является стимулирование посттравматической регенерации нерва, что позволит обеспечить достижение новых технических результатов, а именно: улучшить результаты посттравматической регенерации периферического нерва в виде более полного восстановления двигательной и чувствительной функций, контролируемых данным нервом, преодолевать более протяженные разрывы нерва, сократить сроки пребывания больных с травмой периферического нерва в стационаре и повысить качество жизни больных данного контингента.The aim of the claimed method is to stimulate post-traumatic nerve regeneration, which will ensure the achievement of new technical results, namely: to improve the results of post-traumatic regeneration of the peripheral nerve in the form of a more complete restoration of motor and sensory functions controlled by this nerve, to overcome longer nerve ruptures, and to reduce the length of stay of patients with a peripheral nerve injury in the hospital and improve the quality of life of patients of this contingent.
Указанный технический результат достигается способом стимулирования регенерации периферического нерва млекопитающего, отличающийся тем, что в депонирующую среду на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, которая заполняет силиконовую трубку, вводят L-аргинин, а созданный кондуит имплантируют в протяженный разрыв периферического нерва; концентрация натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, образующей гидрогелевую депонирующую среду в составе кондуита нерва, составляет 8%, а конечная концентрация L-аргинина в составе депонирующей среды на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы составляет 0,6%. Введение L-аргинина в депонирующую среду, находящуюся в просвете кондуита, проводят в стерильных условиях операционной непосредственно перед процедурой имплантации кондуита ex tempore.The specified technical result is achieved by a method of stimulating the regeneration of a mammalian peripheral nerve, characterized in that L-arginine is introduced into the depot medium based on the sodium salt of carboxymethyl cellulose, which fills the silicone tube, and the created conduit is implanted into an extended rupture of the peripheral nerve; the concentration of the sodium salt of carboxymethyl cellulose, which forms the hydrogel depot medium in the conduit of the nerve, is 8%, and the final concentration of L-arginine in the composition of the deposit medium based on the sodium salt of carboxymethyl cellulose is 0.6%. The introduction of L-arginine in a depot medium located in the lumen of the conduit is carried out under sterile operating conditions immediately prior to the conduit ex tempore implantation procedure.
Заявленный способ характеризуется следующей последовательностью этапов:The claimed method is characterized by the following sequence of steps:
1) создание кондуита нерва, стенка которого представлена фрагментом биосовместимой силиконовой трубки, а содержимое трубки состоит из гидрогелевой среды на основе 8% натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы;1) the creation of a conduit nerve, the wall of which is represented by a fragment of a biocompatible silicone tube, and the contents of the tube consists of a hydrogel medium based on 8% sodium salt of carboxymethyl cellulose;
2) введение в гидрогелевую среду на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, которая находится в просвете силиконовой трубки, L-аргинина до конечной концентрации 0,6%;2) the introduction into the hydrogel medium based on the sodium salt of carboxymethyl cellulose, which is located in the lumen of the silicone tube, L-arginine to a final concentration of 0.6%;
3) имплантация сформированного кондуита в разрыв нерва и фиксация его концов эпиневральными швами.3) implantation of the formed conduit into a nerve rupture and fixation of its ends with epineural sutures.
Заявляемый способ иллюстрируется графическими изображениями.The inventive method is illustrated by graphic images.
Фиг.1. Функциональный индекс седалищного нерва. (*) - Р<0,05 при сравнении показателей в группе с L-аргинином и в контрольных группах (только с натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы (NaКМЦ) без L-аргинина и пустой трубкой). По оси Х - сроки после операции в сутках. По оси Y - значения функционального индекса седалищного нерва.Figure 1. Functional sciatic nerve index. (*) - P <0.05 when comparing the indicators in the group with L-arginine and in the control groups (only with sodium carboxymethyl cellulose (NaKMTS) without L-arginine and an empty tube). On the X axis - the time after surgery in days. On the y-axis - the values of the functional index of the sciatic nerve.
Фиг.2. Влияние введения L-аргинина в депонирующую среду на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (NaКМЦ) в составе кондуита нерва, используемого для преодоления разрыва седалищного нерва крысы длиной 5 мм, на общее количество нейронов и численность их отдельных популяций в спинальном ганглии L5 на ипсилатеральной стороне к 30 суткам после операции. Белые области - количество нейронов малого диаметра. Серые области - количество нейронов среднего диаметра. Черные области - количество нейронов большого диаметра. Левый столбик соответствует количеству нейронов у интактных животных. Второй столбик слева соответствует количеству нейронов в опытной группе с введением в депонирующую среду на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (NaКМЦ) L-аргинина. Два столбика справа показывают количество нейронов в обеих контрольных группах сравнения.Figure 2. The effect of introducing L-arginine into a depot medium based on the sodium salt of carboxymethyl cellulose (NaKMC) in the nerve conduit used to overcome rupture of the sciatic nerve of a rat with a length of 5 mm on the total number of neurons and the number of their individual populations in the spinal ganglion L5 on the ipsilateral side to 30 days after surgery. White areas - the number of neurons of small diameter. Gray areas - the number of neurons of medium diameter. Black areas - the number of large diameter neurons. The left column corresponds to the number of neurons in intact animals. The second column on the left corresponds to the number of neurons in the experimental group with the introduction of L-arginine into the depot medium based on the sodium salt of carboxymethyl cellulose (Na CMC). The two bars on the right show the number of neurons in both control control groups.
Примеры конкретного выполнения способаExamples of specific performance of the method
Эксперименты проведены на белых беспородных крысах-самцах весом 150-200 г в соответствии с требованиями локального этического комитета при ГОУ ВПО «Казанский государственным медицинский университет». Животных содержали в пластмассовых клетках при температуре 18-20°С со свободным доступом к воде и пище.The experiments were conducted on white outbred male rats weighing 150-200 g in accordance with the requirements of the local ethics committee at Kazan State Medical University. The animals were kept in plastic cages at a temperature of 18-20 ° C with free access to water and food.
Хирургические манипуляции проводили под уретановым наркозом (600 мг/кг, внутрибрюшинно). Наркотизированному животному в левом седалищном нерве на уровне середины бедра иссекали фрагмент нерва и формировали разрыв (диастаз) длиной 5 мм. Силиконовой трубкой (А-М Systems Inc.) длиной 7 мм и внутренним диаметром 2,2 мм соединяли центральный и периферический концы нерва при помощи четырех эпиневральных швов мононитью 8.0 с атравматической иглой.Surgical procedures were performed under urethane anesthesia (600 mg / kg, intraperitoneally). An anesthetized animal in the left sciatic nerve at the mid-thigh level was excised with a nerve fragment and a gap (diastasis) of 5 mm was formed. Using a silicone tube (AM Systems Inc.) 7 mm long and 2.2 mm inner diameter, the central and peripheral ends of the nerve were connected using four epineural sutures with 8.0 monofilament and an atraumatic needle.
Животным опытной группы (12 крыс) в разрыв нерва имплантировали трубку, в которую непосредственно перед операцией ex tempore вводили L-аргинин (Sigma) до конечной концентрации 0,6% в объеме гидрогелевой депонирующей среды на основе 8% натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Pierre Fabre), которая заполняла просвет трубки кондуита нерва и формировала столбик гелевой массы длиной 5 мм. Выбор концентрации натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы основан на наших данных об оптимальной скорости гелеобразования и плотности этого искусственного заменителя матрикса ткани в потенциальном пространстве роста нервных волокон [см. Masgutov R. Stimulation of the rat's sciatic nerve regeneration by local treatment with xymedon / R.Masgutov, I.Raginov, G.Fomina, M.Kozlova, Y.Chelyshev // Cell. Mol. Neurobiol. - 2006. - Vol.26. - P.1411-1419]. Выбор дозы дейстсвующего вещества L-аргинина был основан на данных, полученных при его системном локальном подведении непосредственно в область повреждения нерва [см. Yonehara N. Involvement of nitric oxide in re-innvervation of rat molar tooth pulp following transection of the inferior alveolar nerve / N.Yonehara, M.Takemura, Y.Shigenaga // Brain Res. - 1997. - Vol.757. - №1. - P.31-36], а также пиримидинового стимулятора регенерации ксимедона, эффект которого был изучен нами ранее на той же экспериментальной модели - седалищном нерве крысы [см. Рагинов И.С. Влияние лекарственных препаратов ксимедон и ноотропил на регенерацию периферического нерва / И.С.Рагинов, А.Ю.Вафин, Р.X.Хафизьянова, Ю.А.Челышев // Российские морфологические ведомости. - 1997. - Т.1. - №6. - С.120-125].An experimental group (12 rats) was implanted with a tube into a nerve rupture into which immediately before ex tempore surgery, L-arginine (Sigma) was injected to a final concentration of 0.6% in the volume of a hydrogel depot medium based on 8% sodium salt of carboxymethyl cellulose (Pierre Fabre) , which filled the lumen of the conduit nerve tube and formed a column of gel mass 5 mm long. The choice of the concentration of the sodium salt of carboxymethyl cellulose is based on our data on the optimal gelation rate and density of this artificial tissue matrix substitute in the potential growth space of nerve fibers [see Masgutov R. Stimulation of the rat's sciatic nerve regeneration by local treatment with xymedon / R. Masgutov, I. Raginov, G.Fomina, M.Kozlova, Y. Chelyshev // Cell. Mol. Neurobiol. - 2006 .-- Vol.26. - P.1411-1419]. The choice of the dose of the active substance L-arginine was based on data obtained with its systemic local supply directly to the area of nerve damage [see Yonehara N. Involvement of nitric oxide in re-innvervation of rat molar tooth pulp following transection of the inferior alveolar nerve / N. Yonehara, M. Takemura, Y.Shigenaga // Brain Res. - 1997 .-- Vol.757. - No. 1. - P.31-36], as well as a pyrimidine stimulator of xymedon regeneration, the effect of which we studied earlier on the same experimental model - the sciatic nerve of a rat [see Raginov I.S. The effect of drugs xymedon and nootropil on the regeneration of the peripheral nerve / I.S. Raginov, A.Yu. Vafin, R.X. Khafizyanova, Yu.A. Chelyshev // Russian morphological statements. - 1997. - T.1. - No. 6. - S.120-125].
Животным первой контрольной группы (10 крыс) имплантировали трубку с гидрогелевой средой на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, но без L-аргинина.The animals of the first control group (10 rats) were implanted with a tube with a hydrogel medium based on the sodium salt of carboxymethyl cellulose, but without L-arginine.
Животным второй контрольной группы (10 крыс) имплантировали пустую трубку без гидрогелевой среды и L-аргинина.Animals of the second control group (10 rats) were implanted with an empty tube without hydrogel medium and L-arginine.
Об эффективности регенерации судили по функциональным тестам: тест восстановления двигательной функции задних конечностей (функциональный индекс седалищного нерва) [см. Bain J.R. Functional evolution of complete sciatic, peroneal, and posterior tibial nerve lesions in the rat / J.R.Bain, S.E.Mackinon, D.A.Hunter // Plast. Reconstr. Surg. - 1989. - Vol.83. - P.129-138; Inserra M.M. Functional indices for sciatic, peroneal, and posterior tibial nerve lesions in the mouse / M.M.Inserra et al. // Microsurgery. - 1998. - Vol.18. - №2. - P.119-124] и тест восстановления чувствительности кожи конечности (pinch-тест) [см. Bajrovic F. Long-term effects of deprivation of cell support in the distal stump on peripheral nerve regeneration / F.Bajrovic, M.Bresjanac, J.Sketelj // Neurosci. Res. - 1994. - Vol.39. - P.23-30]. Функциональные тесты проводили на 7, 11, 14, 18, 21, 25 и 28 сутки после операции. Для оценки посттравматического восстановления на 30 сутки после операции производили забор материала. Для этого под уретановым наркозом (600 мг/кг) после ламинэктомии выделяли спинальные ганглии L5 на стороне операции, фиксировали в 10% нейтральном формалине, обезвоживали и заключали в парафин по стандартной методике. Одновременно забирали 5 мм фрагмент периферического отрезка нерва дистальнее места травмы, фиксировали в 2,5% растворе глутаральдегида и 2% растворе четырехокиси осмия и заливали в эпон. Парафиновые срезы спинальных ганглиев толщиной 7 мкм использовали для подсчета количества выживающих нейронов. Оценивали количество малых (<30 мкм2), средних (30-50 мкм2) и больших (>50 мкм2) нейронов с видимыми ядрышками [см. Henken D. Exspression of bb-preprotachykinin mRNA and tachykinins in rat dorsal root ganglion cells following peripheral or central axotomy / D.Henken, W.Battisti, M.Chesselet // Neuroscience. - 1990. - Vol.39. - №3. - Р.733-742]. Полутонкие срезы седалищного нерва, окрашенные толуидиновым синим, использовали для подсчета количества регенерирующих миелиновых волокон. Достоверность различий между группами оценивали методом Стьюдента.The effectiveness of regeneration was judged by functional tests: a test of restoration of the motor function of the hind limbs (functional index of the sciatic nerve) [see Bain JR Functional evolution of complete sciatic, peroneal, and posterior tibial nerve lesions in the rat / JRBain, SEMackinon, DAHunter // Plast. Reconstr. Surg. - 1989. - Vol. 83. - P.129-138; Inserra MM Functional indices for sciatic, peroneal, and posterior tibial nerve lesions in the mouse / MMInserra et al. // Microsurgery. - 1998. - Vol. 18. - No. 2. - P.119-124] and a test for restoring the sensitivity of limb skin (pinch test) [see Bajrovic F. Long-term effects of deprivation of cell support in the distal stump on peripheral nerve regeneration / F.Bajrovic, M. Bresjanac, J.Sketelj // Neurosci. Res. - 1994 .-- Vol. 39. - P.23-30]. Functional tests were performed on
1. Тестирование двигательной функции при помощи оценки функционального индекса седалищного нерва1. Testing motor function by evaluating the sciatic nerve functional index
Наибольшие значения функционального индекса седалищного нерва на всех сроках наблюдений зарегистрированы в случае введения в трубку гидрогелевой среды на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы с L-аргинином (Фиг.1).The highest values of the functional index of the sciatic nerve at all periods of observation were recorded in the case of introducing into the tube a hydrogel medium based on the sodium salt of carboxymethyl cellulose with L-arginine (Figure 1).
Показатель восстановления двигательной функции нерва в случае использования L-аргинина динамично возрастает, начиная с 11 суток после операции, и к 28 суткам превышает показатель теста в группе с пустой трубкой на 46% (Р<0,05) и на 43% (Р<0,05) по сравнению с первой контрольной группой с введением только натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы. В условиях применения кондуита нерва, заполненного гидрогелевым матриксом на основе 8% натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, не оказывает стимулирующего влияния на восстановление двигательной функции.The recovery rate of motor function of the nerve in the case of L-arginine increases dynamically, starting from 11 days after the operation, and by 28 days exceeds the test score in the empty-tube group by 46% (P <0.05) and 43% (P < 0.05) compared with the first control group with the introduction of only sodium salt of carboxymethyl cellulose. Under conditions of conduit use, a nerve filled with a hydrogel matrix based on 8% sodium salt of carboxymethyl cellulose does not have a stimulating effect on the restoration of motor function.
2. Тестирование чувствительности кожи задних конечностей2. Testing the sensitivity of the skin of the hind limbs
Статистическая обработка результатов восстановления чувствительности кожи конечности показала отсутствие различий между группами с NaКМЦ и пустой трубкой, тогда как наличие L-аргинина в депонирующей среде улучшает показатели теста к 28 суткам на 32% (Р<0,05) по сравнению с пустой трубкой и на 46% (Р<0,05) по сравнению с NaКМЦ.Statistical processing of the results of restoring the sensitivity of limb skin showed no differences between the groups with NaKMC and the empty tube, while the presence of L-arginine in the depot medium improves test results by 28 days by 32% (P <0.05) compared with the empty tube and by 46% (P <0.05) compared with NaKMTS.
3. Количество чувствительных нейронов в спинальном ганглии L5 на стороне операции3. The number of sensitive neurons in the spinal ganglion L5 on the side of the operation
Общее количество нейронов у животных с имплантацией трубки, содержащей гидрогелевую среду на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и L-аргинин (опытная группа), на 60% (Р<0,05) превышает соответствующий показатель у животных с имплантируемой пустой трубкой (вторая контрольная группа) и на 59% (Р<0,05) превышает этот показатель у животных с имплантацией трубки, содержащей только гидрогелевую среду на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы без L-аргинина (первая контрольная группа) (Фиг.2). Различий по этому показателю при сравнении обеих контрольных групп зарегистрировано не было. При этом количество нейронов большого диаметра в опытной группе с L-аргинином возрастает на 32% (Р<0,05) при сравнении с аналогичным показателем у животных второй контрольной группы (пустая трубка) и на 36% (Р<0,05) при сравнении с этим же показателем у животных первой контрольной группы (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы без L-аргинина).The total number of neurons in animals with implantation of a tube containing a hydrogel medium based on the sodium salt of carboxymethyl cellulose and L-arginine (experimental group) is 60% (P <0.05) higher than the corresponding indicator in animals with an implantable empty tube (second control group) and 59% (P <0.05) exceeds this indicator in animals with implantation of a tube containing only hydrogel medium based on the sodium salt of carboxymethyl cellulose without L-arginine (first control group) (Figure 2). There were no differences in this indicator when comparing both control groups. The number of large diameter neurons in the experimental group with L-arginine increases by 32% (P <0.05) when compared with the same indicator in animals of the second control group (empty tube) and by 36% (P <0.05) with comparison with the same indicator in animals of the first control group (sodium salt of carboxymethyl cellulose without L-arginine).
В группе с L-аргинином количество средних нейронов увеличивается на 55% (Р<0,05) по сравнению со второй контрольной группой (пустая трубка) и на 61% (Р<0,05) при сравнении с первой контрольной группой (только натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы). Количество малых нейронов при введении в кондуит L-аргинина увеличивается на 84% (Р<0,05) по сравнению со второй контрольной группой (пустая трубка) и на 73% (Р<0,05) по сравнению с первой контрольной группой (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы без L-аргинина).In the group with L-arginine, the number of medium neurons increases by 55% (P <0.05) compared with the second control group (empty tube) and by 61% (P <0.05) when compared with the first control group (only sodium carboxymethyl cellulose salt). The number of small neurons when L-arginine is introduced into conduit increases by 84% (P <0.05) compared to the second control group (empty tube) and by 73% (P <0.05) compared to the first control group (sodium carboxymethyl cellulose salt without L-arginine).
4. Количество миелиновых волокон в периферическом отрезке нерва4. The number of myelin fibers in the peripheral segment of the nerve
К 30-м суткам эксперимента количество миелиновых волокон в случае использования L-аргинина увеличивается на 24% (Р<0,05) по сравнению со второй контрольной группой (пустая трубка) и на 13% (Р<0,05) по сравнению с первой контрольной группой (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы без L-аргинина).By the 30th day of the experiment, the number of myelin fibers in the case of L-arginine is increased by 24% (P <0.05) compared to the second control group (empty tube) and by 13% (P <0.05) compared to the first control group (sodium salt of carboxymethyl cellulose without L-arginine).
Использование заявленного способа стимулирования посттравматической регенерации нерва путем введения L-аргинина в имплантируемый кондуит позволяет:Using the claimed method of stimulating post-traumatic nerve regeneration by introducing L-arginine into implantable conduit allows you to:
- улучшить результаты посттравматической регенерации периферического нерва в виде более полного восстановления двигательной и чувствительной функций, контролируемых данным нервом;- to improve the results of post-traumatic regeneration of the peripheral nerve in the form of a more complete restoration of motor and sensory functions controlled by this nerve;
- преодолевать более протяженные разрывы нерва;- overcome longer nerve tears;
- применять данную композицию в виде гидрогелевого матрикса на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы как носителя активного стимулятора нейрорегенерации L-аргинина при использовании с целью посттравматической пластики нерва кондуитов на основе других биосовместимых и биорастворимых материалов;- apply this composition in the form of a hydrogel matrix based on the sodium salt of carboxymethyl cellulose as a carrier of the active stimulator of neuroregeneration of L-arginine when used for post-traumatic plastic surgery of the conduit nerve based on other biocompatible and biosoluble materials;
- сократить сроки пребывания больных с травмой периферического нерва в стационаре и повысить качество жизни больных данного контингента. Достигнутый результат по заявленному решению состоит в повышении эффективности посттравматической регенерации периферического нерва в виде более полного восстановления двигательной и чувствительной функций, контролируемых данным периферическим нервом.- reduce the length of stay of patients with peripheral nerve injury in the hospital and improve the quality of life of patients of this contingent. The achieved result according to the claimed solution consists in increasing the efficiency of post-traumatic regeneration of the peripheral nerve in the form of a more complete restoration of the motor and sensory functions controlled by this peripheral nerve.
Заявителем впервые:Applicant for the first time:
- реализован способ доставки стимулятора нейрорегенерации при помощи гидрогелевого носителя на основе биосовместимого материала натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы;- a method for delivering a neuroregeneration stimulator using a hydrogel carrier based on a biocompatible carboxymethyl cellulose sodium salt material has been implemented;
- применен способ доставки аминокислоты L-аргинина в область травматического повреждения нерва при помощи гидрогелевого носителя на основе биосовместимого материала натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы;- the method of delivering the amino acid L-arginine to the area of traumatic nerve damage using a hydrogel carrier based on a biocompatible carboxymethyl cellulose sodium salt was applied;
- показано стимулирующее влияние локальной доставки аминокислоты L-аргинина в область травматического повреждения нерва на его регенерацию.- The stimulating effect of the local delivery of the amino acid L-arginine to the area of traumatic nerve damage on its regeneration is shown.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011132121/15A RU2464020C2 (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Method for stimulating neurotisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011132121/15A RU2464020C2 (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Method for stimulating neurotisation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011132121A RU2011132121A (en) | 2011-11-20 |
| RU2464020C2 true RU2464020C2 (en) | 2012-10-20 |
Family
ID=45316444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011132121/15A RU2464020C2 (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Method for stimulating neurotisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2464020C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2687767C2 (en) * | 2016-12-07 | 2019-05-16 | Александр Олегович Тутуров | Method of recovering an extended nerve defect with the of an epineural conduit |
| RU2775886C1 (en) * | 2021-12-22 | 2022-07-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Method for nerve regeneration stimulation |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2008138161A (en) * | 2008-09-25 | 2010-03-27 | Андрей Степанович Брюховецкий (RU) | IMPLANTED NEURO-ENDOPROSTHESIS SYSTEM, METHOD FOR ITS OBTAINING AND METHOD FOR CARRYING OUT A RECONSTRUCTIVE NEUROSURGICAL OPERATION |
-
2011
- 2011-07-29 RU RU2011132121/15A patent/RU2464020C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2008138161A (en) * | 2008-09-25 | 2010-03-27 | Андрей Степанович Брюховецкий (RU) | IMPLANTED NEURO-ENDOPROSTHESIS SYSTEM, METHOD FOR ITS OBTAINING AND METHOD FOR CARRYING OUT A RECONSTRUCTIVE NEUROSURGICAL OPERATION |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Yüceer N. et al. The early protective effects of L-arginine and Ng-nitro-L-arginine methyl ester after experimental acute spinal cord injury. A light and electron microscopic study. J Clin Neurosci. 2000 May; 7(3):238-43. * |
| Челышев Ю.А. и др. Экспериментальное обоснование применения кондуитов нерва. Неврологический вестник, 2008, т.XL, вып.4 - с.101-109. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2687767C2 (en) * | 2016-12-07 | 2019-05-16 | Александр Олегович Тутуров | Method of recovering an extended nerve defect with the of an epineural conduit |
| RU2775886C1 (en) * | 2021-12-22 | 2022-07-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Method for nerve regeneration stimulation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011132121A (en) | 2011-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Ascorbic acid facilitates neural regeneration after sciatic nerve crush injury | |
| Rochkind et al. | Phototherapy in peripheral nerve injury: effects on muscle preservation and nerve regeneration | |
| Wang et al. | Synergistic effects of bone mesenchymal stem cells and chondroitinase ABC on nerve regeneration after acellular nerve allograft in rats | |
| Raimondo et al. | Combined delivery of VEGF and IGF-1 promotes functional innervation in mice and improves muscle transplantation in rabbits | |
| Shi et al. | Collagen scaffolds modified with collagen-binding bFGF promotes the neural regeneration in a rat hemisected spinal cord injury model | |
| Yoshii et al. | Restoration of function after spinal cord transection using a collagen bridge | |
| Sivak et al. | Delivery of chondroitinase ABC and glial cell line‐derived neurotrophic factor from silk fibroin conduits enhances peripheral nerve regeneration | |
| Boecker et al. | Pre‐differentiation of mesenchymal stromal cells in combination with a microstructured nerve guide supports peripheral nerve regeneration in the rat sciatic nerve model | |
| Li et al. | PRGD/PDLLA conduit potentiates rat sciatic nerve regeneration and the underlying molecular mechanism | |
| Azizi et al. | Improvement of functional recovery of transected peripheral nerve by means of chitosan grafts filled with vitamin E, pyrroloquinoline quinone and their combination | |
| Zhang et al. | Repair, protection and regeneration of spinal cord injury | |
| Sarhane et al. | Glial cell line–derived neurotrophic factor and chondroitinase promote axonal regeneration in a chronic denervation animal model | |
| Okada et al. | Intravitreal macrophage activation enables cat retinal ganglion cells to regenerate injured axons into the mature optic nerve | |
| Kim et al. | Subthreshold continuous electrical stimulation facilitates functional recovery of facial nerve after crush injury in rabbit | |
| Wang et al. | A myogenic niche with a proper mechanical stress environment improves abdominal wall muscle repair by modulating immunity and preventing fibrosis | |
| RU2464020C2 (en) | Method for stimulating neurotisation | |
| Nozdrenko et al. | Impact of C60 fullerene on the dynamics of force-speed changes in soleus muscle of rat at ischemia-reperfusion injury | |
| Ylikoski et al. | Human vestibular nerve morphology after labyrinthectomy | |
| Zhang et al. | Effects of 660‐nm gallium–aluminum–arsenide low‐energy laser on nerve regeneration after acellular nerve allograft in rats | |
| CA3122567A1 (en) | Salivary gland regeneration | |
| Ferguson et al. | Stimulation of corticospinal tract regeneration in the chronically injured spinal cord | |
| CA3117723A1 (en) | Methods of cellular reprogramming | |
| Paterson | The potentiation of cortical neuron responses to noradrenaline by 2-phenylethylamine is independent of endogenous noradrenaline | |
| Osbourne | Peripheral nerve injury and repair | |
| Medvediev et al. | The efficacy of immediate implantation of macroporous poly (N-[2-hydroxypropyl]-methacrylamide) hydrogel after laceration spinal cord injury in young rats |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130730 |