Elektrische Stimulation zur Verbesserung der peripheren Nervenregeneration

Hintergrundbegründung:

Chirurgische Reparatur und Nerventransplantation sind derzeit die Standardbehandlung für Nervenrisse. Aber selbst damit ist das funktionelle Ergebnis bei Patienten mit proximaler Nervendurchtrennung oft schlecht. In diesen Fällen haben die überlebenden Axone im proximalen Nervenstumpf bereits ihre Kapazitätsgrenze zum Aussprossen und zur Reinnervation erreicht. Daher kann auch bei einem chirurgischen Eingriff keine weitere Reinnervation erfolgen, es sei denn, die Regeneration und Verlängerung des proximalen Stumpfes kann irgendwie verbessert werden. Leider hat sich trotz vieler Versuche keiner als wirksam im klinischen Umfeld erwiesen.

Postoperative Elektrostimulation:

Jüngste Studien haben gezeigt, dass eine elektrische Stimulation, die direkt auf einen verletzten peripheren Nerv angewendet wird, zu einer deutlichen Verbesserung der Nervenregeneration führt. Vorläufige Daten, die darauf hindeuten, dass eine elektrische Nervenstimulation möglicherweise die Nervenregeneration verbessern könnte, sind tatsächlich seit einiger Zeit bekannt. Eine beschleunigte Regenerationsrate wurde bei Tieren festgestellt, die nur 1 Stunde lang eine elektrische Stimulation erhielten. Darüber hinaus wurde auch das bevorzugte Wachstum der sich regenerierenden sensorischen Axone in den entsprechenden Nervenast durch elektrische Stimulation beschleunigt.

Da diese Studien zeigten, dass bereits eine Stunde elektrischer Stimulation die Nervenregeneration beschleunigte, eröffnet dies die Möglichkeit, dies beim Menschen anzuwenden. Der Eingriff ist sicher und von minimalen Beschwerden. Darüber hinaus ist die Verwendung der Elektrostimulation als klinische Behandlungsmethode bereits gut akzeptiert. In einer kürzlich durchgeführten Studie wendeten die Forscher dies auf Patienten mit schwerer Kompressionsverletzung des Nervus medianus im Karpaltunnel nach einer Operation an. Das Verfahren wurde gut vertragen, und nach 1-jähriger Nachbeobachtung wurden bei keinem der 21 Probanden unerwünschte Ereignisse beobachtet. Tatsächlich zeigten die Patienten in den Behandlungsgruppen im Vergleich zu den Kontrollpersonen, die allein operiert wurden, eine schnellere Auflösung ihrer Symptome und eine stärkere motorische Nervenregeneration.

Das Problem der verlängerten Denervation:

Die Prognose nach einem schweren Nerventrauma im Ober- und Unterarm ist, wenn es unbehandelt bleibt, äußerst schlecht. Die derzeitige konventionelle Behandlung erfolgt durch primäre Nervenreparatur und durch Einsetzen eines Nerventransplantats (am häufigsten unter Verwendung des Suralnervs), um die Nervenkontinuität wiederherzustellen. Aber selbst damit ist das Ausmaß der Reinnervation oft noch lange nicht vollständig. Die eiszeitliche Rate der Nervenregeneration von nicht mehr als 1 mm pro Tag kann leicht dazu führen, dass die intrinsischen Zielmuskeln der Hand für ein Jahr oder länger von der Nerveninnervation beraubt werden. Die lange Dauer der Denervation, gepaart mit einem Mangel an aktiven Bewegungen, kann zu einer ganzen Reihe negativer Folgen führen, darunter Muskelfaserfibrose, Kontrakturen, sekundäre Gelenksstörungen und nicht selten Schmerzen. Ebenso wichtig ist die Fähigkeit der Schwann-Zellen, die trophische Unterstützung zu unterstützen, und die Führung des Nervenwachstums nimmt ebenfalls allmählich ab. Daher ist eine wirksamere Behandlung dringend erforderlich. Ein neuerer Ansatz besteht darin, einen distalen Nerventransfer durchzuführen. Das verkürzt die Distanz der Reinnervation stark. Allerdings ist das Ergebnis nach diesem Transfer oder mit primärer Nahtreparatur nach einer akuten Medianus- oder Ulnarisverletzung relativ schlecht. Ein weiteres eng verwandtes häufiges Handtrauma ist die Verletzung von Fingernerven, bei der die Wiederherstellung der sensorischen Funktionen nach der primären Nervennaht ebenso schlecht ist. Um die Reinnervation möglicherweise weiter zu beschleunigen, schlugen die Untersucher vor, den proximalen Nervenstumpf unmittelbar nach dem Nerventransfer und/oder der Nervenreparatur zusätzlich zu stimulieren. Ob dieser neuartige Ansatz tatsächlich die Reinnervation weiter beschleunigt und die Handfunktion nach einer Nervenverletzung verbessert, ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht bekannt. Dies wird die erste Anwendungsstudie am Menschen sein, die sich mit dieser Frage befasst.

Hypothese/Forschungsfrage/Ziele:

Forscher gehen davon aus, dass die Nervenregeneration in den Nerven im Arm und im Fingernerv in der Hand signifikant verbessert werden kann, wenn sie mit postoperativer elektrischer Stimulation kombiniert werden. Darüber hinaus wird die verbesserte Nervenregeneration mit postoperativer elektrischer Stimulation zu einer signifikanten Verbesserung der Handfunktionen im Vergleich zur alleinigen Operation führen. Um diese Hypothesen zu testen, sind die Ziele dieser Studie: 1) die funktionellen und physiologischen Folgen eines schweren Nerven zu quantifizieren Verletzung im Arm, und 2) um das Ergebnis einer konventionellen Nervenchirurgie allein mit einer Nervenchirurgie gefolgt von einer postoperativen elektrischen Stimulation zu vergleichen.

Grundlegendes Studiendesign:

Probanden Patienten mit schwerem Trauma der Nerven in der oberen Extremität, das zu einem vollständigen Axonverlust führt, werden rekrutiert. Diese Patienten werden nach dem Zufallsprinzip entweder nur einer Nervenreparatur/-übertragung oder einer Nervenreparatur/-übertragung gefolgt von einer einstündigen Niederfrequenz-Elektrostimulation zugewiesen. Die Patienten werden 2 Jahre lang in 3-Monats-Intervallen nachbeobachtet.

Das postoperative Ergebnis einschließlich der elektrophysiologischen Bewertung wird von einem unabhängigen Arzt vorgenommen, der nicht Teil des Untersuchungsteams ist. Daher wissen die Tester nicht, ob sich die Probanden in der Gruppe mit konventioneller Chirurgie oder in der Gruppe mit Chirurgie + Elektrostimulation befinden.

Eingriffe

Sobald alle Basisstudien abgeschlossen sind, wird das Subjekt in eine von zwei Gruppen randomisiert:

i) Operation, gefolgt von Scheinstimulation für 5 Sekunden. Die Nervenreparatur/Transferoperation wird von einem peripheren Nervenchirurgen durchgeführt.

ii) Operation, gefolgt von 1 Stunde elektrischer Stimulation. Die elektrische Stimulation wird durchgeführt, indem ein Paar dünner Drähte, die rundum isoliert sind, mit Ausnahme der distalsten 1 cm an der Spitze, durch die Inzisionsstelle eingeführt werden. Spitzen der feinen Drähte werden über dem proximalen Nervenstumpf platziert, um die Axone zu depolarisieren. Diese feinen Drahtelektroden werden an einen tragbaren elektrischen Stimulator (Modell SD9, Grass Instruments, Providence, RI, USA) angeschlossen. Kontinuierliche elektrische 20-Hz-Stimuli werden eine Stunde lang mit einer Intensität abgegeben, die dem 1,5-fachen der motorischen Schwelle entspricht. Bei dieser geringen Intensität sollte der Stimulationsvorgang kaum oder gar nicht unangenehm sein. In einer früheren Serie von Patienten mit Karpaltunnelsyndrom, die an der University of Alberta durchgeführt wurden, wurde festgestellt, dass dies absolut sicher und gut verträglich ist. Die feinen Drähte werden entfernt, sobald das Stimulationsprotokoll abgeschlossen ist.

Methoden der Ergebnisbewertung

1. Untersuchung der sensorischen Nervenleitung zur Messung der Aktionspotentialamplituden der sensorischen Nerven.
2. Untersuchung der motorischen Nervenleitung zur Messung der Amplituden des zusammengesetzten Muskelaktionspotentials.
3. Schätzung der Anzahl der Motoreinheiten. Es wird die Technik der „Multiple-Point-Stimulation“ verwendet.
4. Leichtes Berührungs- und Druckgefühl. Dies wird mit den Semmes-Weinstein Monofilamenten und dem McKinnon-Dellon Disk-Criminator getestet.
5. Handfunktionstests. Dies wird mit dem Moberg Pick-Up-Test, dem Purdue Pegboard-Test, dem Jamar-Dynamometer für die Griffstärke, dem Pinch-Dynamometer für die Schlüssel-, Stativ- und Spitze-zu-Spitze-Stärke getestet.

Auswertungen nach der Intervention:

Nach dem Eingriff werden alle 3 bis 6 Monate für 2 Jahre alle Ausgangsparameter neu bewertet. Der Zeitpunkt und die Art des Bewertungsverfahrens sind bei allen Patienten identisch.

Statistische Erwägungen beim Studiendesign Da dies die erste Humananwendungsstudie für Nervenverletzungen mit einer neuartigen Technik sein wird, werden ihre Ergebnisse als Richtschnur für zukünftige umfassende Studien wertvoll sein. Die Begründung für die Aufnahme von insgesamt 80 Probanden in diese Studie basiert auf einer kürzlich abgeschlossenen Studie zur Verwendung postoperativer elektrischer Stimulation zur Verbesserung der Nervenregeneration bei Patienten mit Karpaltunnelsyndrom. In dieser randomisierten kontrollierten Studie wurde eine ähnliche Stichprobengröße verwendet und die Forscher fanden eine signifikante Verbesserung der Nervenregeneration in der Behandlungsgruppe im Vergleich zu den Kontrollen. Basierend auf der Schätzung der Anzahl der motorischen Einheiten, dem primären verwendeten Endpunkt, zeigte die Behandlungsgruppe eine statistisch signifikante Verbesserung im Vergleich zur Kontrollgruppe.

Datenanalyse:

Die statistische Analyse der Änderungen der Ergebnismessparameter innerhalb jedes Subjekts wird unter Verwendung eines gepaarten t-Tests durchgeführt. Ein p