Zusammenfassung
Einleitung Nerventransfers werden in der rekonstruktiven Chirurgie
eingesetzt um denervierte Muskeln zeitnahe zu reinnervieren. Obwohl sie
zunehmend in der Klinik eingesetzt werden, sind die neurobiologischen Grundlagen
nur unzureichend erforscht. Essentiell ist hierfür ein realistisches Tiermodel
an der oberen Extremität, da Nerventransfers klinisch hauptsächlich hier
routinemäßig angewandt werden. Diese Arbeit stellt adulte und neonatale
Rattenmodelle vor, bei denen durch einen Nerventransfer des N. ulnaris die
Ellbogenflexion wiederhergestellt wurde.
Methoden Basierend auf anatomischen Studien in 10 adulten und 5 neonatalen
Sprague-Dawley Ratten wurde ein Modell kreiert bei dem der M. biceps brachii
durch einen Nerventransfer des N. ulnaris reinnerviert wird. Anschließend wurde
in 40 Ratten (30 adulte und 10 neonatale) das Caput laterale des M. biceps
mittels Transfer des N. ulnaris bzw. des R. profundus n. ulnaris (RPF)
reinnerviert und nach 12 Wochen Regenerationszeit hinsichtlich funktioneller
Parameter wie der Muskelkraft und des Muskelgewichtes evaluiert.
Ergebnisse Alle Ratten wiesen eine konstante neuronale Anatomie auf und
auch in Neonaten war der supermikrochirurgische Nerventransfer reproduzierbar.
Alle Nerventransfers reinnervierten den M. biceps brachii und konnten
hinsichtlich funktioneller Parameter evaluiert werden. Hier zeigte sich eine
Regeneration der Muskelkraft von 2,47 + 0,25 N bei einem Muskelgewicht von
313,8 + 0,25 mg in der Ulnaris-Transfer Gruppe. In der RPF-Transfer Gruppe lag
der Wert bei 1,96 + 0,65 N bzw. 226,7 + 0,65 mg und die neonatale Gruppe
erreichte 1,1 + 0,23 N Muskelkraft bei 85,5 + 0,23 mg Muskelgewicht. Die nativen
Kontrollen ergaben 2,78 + 0,24 N an Kraft bei 325,6 + 0,24 mg Muskelgewicht.
Diskussion Um der klinischen Translation gerecht zu werden, bedarf es
eines geeigneten Tiermodelles der oberen Extremität. Alle hier gezeigten Modelle
waren anatomisch konstant und mikrochirurgisch reproduzierbar. Es zeigte sich
eine erfolgreiche Regeneration in allen Gruppen nach den jeweiligen
Nerventransfers. Die Unterschiede zwischen den Gruppen lassen sich durch die
verschiedene Anzahl an Spenderaxonen erklären. Des Weiteren, scheint die
neuronale Plastizität des Neonaten einen Einfluss auf das Regenerationspotential
zu nehmen. Schlussfolgerung: Die hier gezeigten Modelle bilden eine Basis zur
Evaluation der Veränderungen von Nerventransfers auf allen Ebenen der
motorischen Einheit.
Abstract
Introduction Nerve transfers are an important tool to restore muscle
function. Despite their popularity in reconstructive surgery, their effects on
the motor unit remain largely unknown. Therefore, a realistic animal model is
needed for the upper extremity, which is where the majority of nerve transfers
are conducted. This work shows different upper extremity nerve transfer models
in the rat, where elbow flexion was restored with different types of nerve
transfer in adult and neonatal rats.
Methods Anatomy and microsurgical feasibility was first evaluated in 10
adult and 5 neonate Sprague Dawley rats. In 40 rats (30 adult and 10 neonate), a
nerve transfer of the whole ulnar nerve or just the deep branch was performed to
reinnervate the long head of the biceps muscle. After 12 weeks of regeneration,
the transfer was evaluated for functional aspects such as muscle force and
weight.
Results Neural anatomy was constant in all rats. All nerve transfers were
successful and functional analyses showed a maximum tetanic muscle force of
2.47 + 0.25 N after an ulnar nerve transfer. Deep branch transfers achieved
1.96 + 0.65 N, and neonates achieved 1.1 + 0.23 N. Control side was 2.78 + 0.24
N. The muscle weight was 325.6 + 0.24 mg for the control, 313.8 + 0.25 mg after
UN transfer, 226.7 + 0.65 mg after deep branch transfer and 85.5 + 0.23 mg for
neonates.
Discussion For proper clinical translation, an upper extremity model is
needed. Successful reinnervation in all groups was demonstrated, which indicates
an excellent model for future research. Variations in functional parameters are
likely the effect of different donor axon ratios. Neuronal plasticity also
appears to play a major role in the regeneration potential. Conclusion: This
work illustrates several animal models to further investigate nerve transfers on
all levels of the motor unit.
Schlüsselwörter selektiver Nerventransfer - Tiermodell - obere Extremität - Körperregion und Anatomie
- Nervenregeneration - Experimentelle Chirurgie
Key words selective nerve transfer - animal model - upper extremity - nerve regeneration
