半导体激光照射对周围神经再生影响的实验研究

半导体激光照射对周围神经再生影响的实验研究

卢晓杰焦守霞梁开三熊国芳

山东省博兴县第二人民医院急诊科256504

摘要：为研究不同半导体激光照射方法对周围神经损伤的影响，将96只家兔随机分为3，6，9，12周四个观察期组，每个观察期又分为相应的治疗组、对照组。实验结果表明低能量半导体激光照射能促进轴突再生，改善再生神经功能，以同时照射损伤周围神经部位和相应脊髓节段效果最为显著。

关键词：半导体激光；神经再生；电生理

Effectsofdifferentirradiationmethodsoflaseronregenerationofperipheralnerve

LUXiaoJie

AbstractInordertostudytheeffectofdifferentsemiconductorlaserirradiationonperipheralnerveinjury，96rabbitswererandomlypidedinto3，6，9，12observationgroup，correspondingtreatmentgroup，Eachobservationperiodwaspidedintothecorrespondingtreatmentgroupandthecontrolgroup..Theexperimentalresultsshowthatlowenergylaserirradiationcanpromoteaxonalregenerationandimprovetheregenerationofnervefunction.Meanwhile，itismosteffectivetoirradiateinjuredperipheralnervepartsandcorrespondingspinalsegmentsatthesametime.

Keywords：semiconductorlaser，nerveregeneration，electrophysiology

周围神经损伤后，由于神经再生速度缓慢、再生神经及周围组织粘连和运动终板退化变性等，均制约损伤神经的功能恢复。因此，周围神经损伤后，如何保护靶器官、延缓肌肉萎缩和终板变性、促进神经再生、改善再生神经功能，降低肢体功能障碍，成为临床面临的一大难题。Rakhishev等报道[1]了He-Ne激光照射切断大白鼠坐骨神经外面的皮肤对神经再生有刺激作用；熊国欣等人[1-3]报道了半导体激光照射损伤周围神经相应的脊髓节段对轴突再生也有显著刺激作用。由于人体是一个复杂的有机整体，神经系统是整体的一部分，周围神经损伤后的变性与再生是一个多部位复杂的病理生理过程，不仅损伤部位存在一系列复杂的病理生理变化（局部神经元及轴突的变化），在损伤部位的“上游”（脊髓与脑、肌体）及“下游”（肌肉及末梢效应器）均会发生一系列的变化。因此，周围神经再生与修复的研究应系统考虑。本实验通过低能量半导体激光同时照射周围神经吻合处和相应的脊髓节段外面的皮肤，观察其对神经再生和神经功能恢复的影响，为临床应用提供实验依据。

1材料和方法

1.1动物模型的制作

96只体重为（2.5±0.28）kg的健康家兔，雌雄不拘，随机分为3，6，9和12周四个观察期组。每个观察期组又随机分为照射治疗Ａ组、照射治疗Ｂ组、照射治疗C组和对照组，各照射治疗组和对照组各用家兔6只。将家兔下部及后腿后部脱毛，用戊巴比妥钠35mg/kg从耳静脉缓缓注入麻醉，无菌技术下显露腘部腓总神经，用E－8000诱发电位仪测腓总神经潜速率后，照射治疗组和对照组在腓肠肌边缘3cm处切断左侧腓总神经，显微镜下用9/0尼龙线单丝对端缝合神经外膜4针，右侧腓总神经不做任何处理。术毕，伤口注入青大霉素20000U，常规缝合伤口。术后不固定家兔肢体。

1.2光源及照射方法

各照射治疗组于术后第一天开始用NY-1型半导体激光治疗仪（输出功率为10mW，波长670nm）经光导纤维传导激光在距离皮肤5cm处进行照射治疗，1次/日，每次照射10min，连续照射10天。照射治疗A组对准神经吻合处外面皮肤进行照射，照射治疗B组经皮肤照射损伤神经相应的腰部5，6脊髓节段，照射治疗C组对以上两个部位同时进行照射；对照组除激光输出功率为零外，其它处理完全同照射治疗组。

1.3神经电生理检查

各组手术显露腓总神经后先测定正常值。之后分别与3，6，9和12周再进行检查。检查仪器用丹麦丹迪EvomaticE－8000型诱发电位仪，室温在20～22℃。刺激电极置于坐骨神经分叉处的腓总神经干上，刺激脉冲宽度为0.2ms，频率为2Hz，刺激强度以诱发出清晰的肌肉动作电位为宜。记录电极置于胫前肌肌腹附近，分析时间为40ms。记录动作电位的波幅，测量动作电位的潜伏期，计算不同时期的潜伏速率和恢复率。

1.4观察指标

1.4.1轴突再生率

对各观察期家兔，均取吻合口近侧2cm及胫前肌边缘处的腓总神经干0.5cm，作厚0.5切片，Gless染色，用白细胞计数法计算2处各1mm内的轴突数目，前者作为后者的计数基数，得出进入胫前肌轴突的数目。

1.4.2伸跖展趾反射

将兔自地面猛然提起，有无伸跖展趾及其程度。标准为：0，无伸跖展趾反射；±，展趾反射微弱，时有时无；＋，展趾稳定，轻度展开；＋＋，有伸展现象，趾中度展开；＋＋＋，伸展趾与正常兔相似。

1.5统计学处理：检测结果以表示，组间比较采用检验。

2实验结果

2.1轴突再生率

3周时，各照射治疗组可见细小、稀少的再生轴突，各照射治疗组之间，照射治疗C组较照射治疗A、B组明显（P<0.05），照射治疗A、B两组无显著差异，而对照组未见再生轴突。随时间的推移，各照射治疗组可看到再生轴突数目增多，9周时，照射治疗C组较照射治疗A、B组有显著差异，A、B组与对照组亦有显著差异。12周时，照射治疗C组手术侧与非手术侧腓总直径基本相同，照射治疗A、B组手术侧与非手术侧腓总神经轴突直径相似。各照射治疗组的恢复率与对照组相比均有显著差异。结果见表1。

2.2胫前肌变化

照射A、B组和对照组在3周时，胫前肌均明显萎缩，颜色较苍白，而照射C组开始有肥大现象，而照射治疗A、B组这种现象在6周时开始出现，对照组9周时才有肥大现象。9周时，照射治疗组与健侧相似，而照射治疗A、B组在12周时，才出项相似的状况，但12周时对照组仍不够红润。显微镜下，3周时照射治疗C组的肌纤维横纹间距明显，而照射治疗A、B组在6周时才出现，此时对照组仍看不清楚。

2.3展趾功能恢复

术后3周，照射治疗组有部分家兔可试出微弱的展趾反射，以C组最为明显，对照组测不出；照射治疗C组术后6周有2/3以上家兔达＋＋，而照射治疗A组和B组在9周才达到相似情况；照射治疗C组9周恢复到与健康右侧相似，而照射治疗A、B组在12周时才恢复到与健康右侧相似。对照组到12周时才恢复到照射治疗A组6周的水平。

2.4电生理检查结果

各照射治疗组3周时，均可在胫前肌测出肌肉动作电位，但照射治疗A、B组所测动作电位的波幅很低，所得潜伏速率也很慢，与照射治疗C相比有显著差异，对照组则测不出。随时间的推移，各组腓总神经潜伏速率均有所增加，各照射治疗组均优于对照组。9周时，照射治疗C组左右侧腓总神经潜伏速率统计学处理无显著差异，而照射治疗A、B组在12周时才有相同的结果。各组腓总神经潜伏率的恢复结果见表2，两组肌肉动作电位波幅恢复情况见表3。

3讨论

周围神经损伤后，能否成功再生，取决于是否具有适合神经生长的微环境。良好而丰富的局部血循环，不仅有利于变性坏死组织的清除，也因及时的血液供应而有利于神经的再生和恢复[4]。低能量半导体激光直接照射损伤周围神经外面皮肤，通过其生物刺激效应可改善再生神经微环境。周围神经损伤后，早期水肿、无菌性炎症反应，影响神经的再生和修复。损伤神经本身及周围均可产生瘢痕组织，导致神经粘连和瘢痕压迫，形成卡压，影响神经再生。低能量半导体激光直接照射损伤神经部位，可通过扩张血管，改善神经和周围组织的血液循环及新陈代谢，提高局部组织免疫细胞的吞噬功能，使神经肌肉兴奋性和生物电活性升高，有助于促进水肿消散和炎症产物的吸收，有利于神经的再生；促进瘢痕的软化和吸收，延缓肌肉的失用性萎缩，保存了神经和肌肉的功能，有利于神经疗效的全面提高[4]。

当周围神经损伤后，学者[4]提出：损伤周围神经相应的脊髓神经细胞处于“静止准备状态”。而损伤周围神经的再生是通过相应脊髓神经细胞的活跃来实现的，如果能结束这种“静止准备状态”状态，使其活跃起来，就可加速损伤周围神经再生。低能量的半导体激光具有较强的生物刺激效应和穿透深度，使用低能量半导体激光照射损伤周围神经相应的脊髓节段，研究表明可使处于“静止准备状态”的脊髓神经细胞活跃起来，从而可促进损伤周围神经的再生和促进其功能的恢复[1-3]。

能否在建立适合神经生长的微环境的同时，使损伤周围神经相应的脊髓神经细胞活跃起来加速轴突再生呢？本研究表明：使用低能量半导体激光同时照射损伤周围神经部位和其相应的脊髓节段能够达到这一目的。

4结论

使用低能量半导体激光同时照射损伤周围神经部位和其相应的脊髓节段，能显著促进损害周围圣经的再生。

参考文献：

[1]熊国欣，路西明.低功率磁作用半导体激光对神经功能恢复的影响[J].激光杂志，2004，25（1）：80-81

[2]熊国欣，路西明，袁正江.低功率半导体激光照射对神经功能恢复的影响[J].河南科技大学学报（医学版），2003，21（4）：258-260

[3]熊国欣，宋晓伟.变化的半导体激光对周围神经损伤的研究[J].应用激光，2005，25（5）：355-356.

[4]DUBOYYP.Lamininmoleculesinfreeze-treatednervesegmentsareassociatedwithmigratingSchwanncellsthatdisplaythecorrespondingalpha6betalintegrinreceptor[J].Glia，2001，33（1）：36-44.