Stimolazione elettrica per migliorare la rigenerazione dei nervi periferici

Razionale di fondo:

La riparazione chirurgica e l'innesto del nervo sono attualmente il trattamento standard per la lacerazione del nervo. Tuttavia, anche con ciò, l'esito funzionale nei pazienti con recisione del nervo prossimale è spesso scarso. In questi casi, gli assoni sopravvissuti nel moncone del nervo prossimale hanno già raggiunto il loro limite di capacità di germogliare e reinnervarsi. Pertanto, non può verificarsi ulteriore reinnervazione anche con la chirurgia a meno che la rigenerazione e l'estensione del moncone prossimale non possano in qualche modo essere migliorate. Sfortunatamente, nonostante molti tentativi, nessuno si è dimostrato efficace in ambito clinico.

Stimolazione elettrica post-chirurgica:

Studi recenti hanno dimostrato che la stimolazione elettrica applicata direttamente a un nervo periferico lesionato determina un netto miglioramento della rigenerazione nervosa. Dati preliminari che suggeriscono che la stimolazione nervosa elettrica potrebbe eventualmente migliorare la rigenerazione nervosa sono infatti noti da tempo. Il tasso accelerato di rigenerazione è stato riscontrato negli animali che hanno ricevuto stimolazione elettrica per un minimo di 1 ora. Inoltre, con la stimolazione elettrica è stata accelerata anche la crescita preferenziale degli assoni sensoriali in rigenerazione nel ramo nervoso appropriato.

Poiché questi studi hanno dimostrato che anche solo un'ora di stimolazione elettrica era efficace nell'accelerare la rigenerazione dei nervi, si apre la possibilità di applicarla agli esseri umani. L'intervento è sicuro e di minimo disagio. Inoltre, l'uso della stimolazione elettrica come modalità di trattamento clinico è già ben accettato. In uno studio recente, i ricercatori hanno applicato questo a pazienti con grave lesione da compressione del nervo mediano nel tunnel carpale dopo l'intervento chirurgico. La procedura è stata ben tollerata senza alcun evento avverso osservato in nessuno dei 21 soggetti dopo 1 anno di follow-up. Infatti, rispetto ai soggetti di controllo che hanno ricevuto solo l'intervento chirurgico, quelli nei gruppi di trattamento hanno mostrato una risoluzione più rapida dei loro sintomi e una rigenerazione del nervo motorio più vigorosa.

Il problema della denervazione prolungata:

La prognosi a seguito di un grave trauma ai nervi della parte superiore del braccio e dell'avambraccio, se non trattata, è estremamente scarsa. L'attuale trattamento convenzionale prevede la riparazione del nervo primario e l'inserimento di un innesto nervoso (più comunemente utilizzando il nervo surale) per ripristinare la continuità nervosa. Tuttavia, anche con ciò, l'entità della reinnervazione è spesso lungi dall'essere completa. Il tasso glaciale di rigenerazione nervosa, non superiore a 1 mm al giorno, può facilmente lasciare i muscoli intrinseci della mano bersaglio privi di innervazione nervosa per un anno o più. Il lungo periodo di denervazione, unito alla mancanza di movimenti attivi, può portare tutta una serie di conseguenze negative tra cui fibrosi delle fibre muscolari, contratture, disordine articolare secondario e, non di rado, dolore. Altrettanto importante è la capacità delle cellule di Schwann di supportare il supporto trofico e anche la guida alla crescita dei nervi diminuisce gradualmente. Pertanto, è urgentemente necessario un trattamento più efficace. Un approccio recente consiste nel fare un trasferimento del nervo distale. Ciò accorcia notevolmente la distanza della reinnervazione. Tuttavia, il risultato dopo questo trasferimento o con la riparazione della sutura primaria dopo la lacerazione acuta del nervo mediano o ulnare è relativamente scarso. Un altro trauma comune strettamente correlato alla mano è la lacerazione dei nervi digitali in cui il recupero delle funzioni sensoriali dopo la sutura del nervo primario è altrettanto scarso. Per accelerare ulteriormente la reinnervazione, i ricercatori hanno proposto di stimolare ulteriormente il moncone del nervo prossimale immediatamente dopo il trasferimento del nervo e/o la riparazione del nervo. A questo punto non è noto se questo nuovo approccio accelererà ulteriormente la reinnervazione e migliorerà la funzione della mano dopo la lacerazione del nervo. Questo sarà il primo studio sull'applicazione umana a rispondere a questa domanda.

Ipotesi/Domanda di ricerca/Obiettivi:

Gli investigatori ipotizzano che la rigenerazione nervosa nei nervi del braccio e del nervo digitale nella mano possa essere significativamente migliorata quando sono combinati con la stimolazione elettrica post-chirurgica. Inoltre, la migliore rigenerazione nervosa con la stimolazione elettrica postoperatoria si tradurrà in un significativo miglioramento delle funzioni della mano rispetto alla sola chirurgia. Per verificare queste ipotesi, gli obiettivi di questo studio sono: 1) quantificare le conseguenze funzionali e fisiologiche della lesione al braccio e 2) per confrontare l'esito della sola chirurgia nervosa convenzionale rispetto alla chirurgia nervosa seguita da stimolazione elettrica post-operatoria.

Progettazione di studio di base:

Soggetti Saranno reclutati pazienti con grave trauma ai nervi dell'arto superiore con conseguente completa perdita assonale. Questi pazienti verranno assegnati in modo casuale alla sola riparazione/trasferimento dei nervi o alla riparazione/trasferimento dei nervi seguita da un'ora di stimolazione elettrica a bassa frequenza. I pazienti saranno seguiti a intervalli di 3 mesi per 2 anni.

L'esito post-chirurgico, compresa la valutazione elettrofisiologica, sarà effettuato da un medico indipendente che non fa parte del team investigativo. Pertanto, i tester non saranno a conoscenza del fatto che i soggetti appartengano al gruppo di chirurgia convenzionale o al gruppo di chirurgia+stimolazione elettrica.

Interventi

Una volta completati tutti gli studi di base, il soggetto verrà randomizzato in uno dei due gruppi:

i) Intervento chirurgico seguito da finta stimolazione per 5 secondi. La chirurgia di riparazione/trasferimento dei nervi sarà eseguita da un chirurgo dei nervi periferici.

ii) Chirurgia seguita da 1 ora di stimolazione elettrica. La stimolazione elettrica verrà eseguita inserendo un paio di fili sottili isolati tutt'intorno tranne che su 1 cm più distale in punta attraverso il sito di incisione. Le punte dei fili sottili saranno posizionate sopra il moncone del nervo prossimale per depolarizzare gli assoni. Questi elettrodi a filo sottile saranno collegati a uno stimolatore elettrico portatile (modello SD9, Grass Instruments, Providence, RI, USA). Stimoli elettrici continui a 20 Hz verranno erogati ad un'intensità di 1,5 volte la soglia motoria per un'ora. A questa bassa intensità, dovrebbe esserci poco o nessun disagio con la procedura di stimolazione. In una precedente serie di pazienti con sindrome del tunnel carpale effettuata presso l'Università di Alberta, questo è risultato essere totalmente sicuro e ben tollerato. I fili sottili verranno rimossi una volta completato il protocollo di stimolazione.

Metodi di valutazione degli esiti

1. Studio della conduzione del nervo sensoriale per misurare le ampiezze del potenziale d'azione del nervo sensoriale.
2. Studio della conduzione nervosa motoria per misurare le ampiezze del potenziale d'azione del muscolo composto.
3. Stima del numero di unità motorie. Verrà utilizzata la tecnica della 'stimolazione multipunto'.
4. Tocco leggero e sensazione di pressione. Questo sarà testato utilizzando i monofilamenti Semmes-Weinstein e McKinnon-Dellon Disk-Criminator.
5. Test di funzionalità della mano. Questo sarà testato utilizzando Moberg Pick-Up Test, Purdue Pegboard Test, dinamometro Jamar per la forza di presa, dinamometro Pinch per chiave, treppiede e forza da punta a punta.

Valutazioni post intervento:

Dopo l'intervento, tutti i parametri di riferimento saranno rivalutati ogni 3-6 mesi per 2 anni. I tempi e la natura della procedura di valutazione saranno identici in tutti i pazienti.

Considerazioni statistiche nel disegno dello studio Dal momento che questo sarà il primo studio di applicazione umana per la lacerazione del nervo su una nuova tecnica, i suoi risultati saranno preziosi per guidare futuri studi su larga scala. La logica per proporre un totale di 80 soggetti in questo studio si basa su uno studio recentemente completato sull'utilizzo della stimolazione elettrica post-chirurgica per migliorare la rigenerazione nervosa nei pazienti con sindrome del tunnel carpale. In quello studio controllato randomizzato, è stata utilizzata una dimensione del campione simile e gli investigatori hanno riscontrato un miglioramento significativo nella rigenerazione dei nervi nel gruppo di trattamento rispetto ai controlli. Sulla base della stima del numero di unità motorie, l'esito primario utilizzato, il gruppo di trattamento ha mostrato un miglioramento statisticamente significativo rispetto al gruppo di controllo.

Analisi dei dati:

L'analisi statistica dei cambiamenti nei parametri di misura del risultato all'interno di ciascun soggetto sarà effettuata utilizzando il t-test appaiato. A pag