Wpływ przedoperacyjnej stymulacji elektrycznej na regenerację nerwów obwodowych.

Zamiar:

Celem tego badania jest określenie wpływu przedoperacyjnej stymulacji elektrycznej (ES) na regenerację nerwów czuciowych w nerwach palców, które zostały traumatycznie przecięte, a następnie naprawione chirurgicznie.

Hipoteza:

Na podstawie wcześniejszych badań na zwierzętach i ludziach stawiamy hipotezę, że przedoperacyjna ES spowoduje znaczną poprawę regeneracji nerwów czuciowych ręki w porównaniu z samą operacją po urazowym uszkodzeniu nerwu palcowego. Ponadto stawiamy hipotezę, że przedoperacyjne wraz z pooperacyjnym ES będą miały dodatkowy wpływ na regenerację nerwów czuciowych w porównaniu z przedoperacyjnym ES i samą operacją.

Uzasadnienie:

Urazowe uszkodzenie nerwów obwodowych występuje najczęściej w populacji młodej; w związku z tym wynikająca z tego niepełnosprawność wiąże się ze znacznymi kosztami dla pacjenta, a także dla społeczeństwa, wynikającymi z utraty produktywności i wydatków na opiekę zdrowotną na rehabilitację. Pomimo znacznych wysiłków w zakresie doskonalenia techniki operacyjnej, wyniki czynnościowe nie zmieniły się istotnie w ciągu ostatnich trzydziestu lat. Nieodwracalne odnerwienie, zanik mięśni docelowych i zaburzenia czucia wtórne do powolnego lub nieprawidłowego wzrostu aksonów pozostają poważnym wyzwaniem. Obecnie stosuje się pooperacyjną stymulację elektryczną w celu promowania regeneracji aksonów z dobrym skutkiem. Jednak przedoperacyjne kondycjonowanie uszkodzonego nerwu obwodowego za pomocą stymulacji elektrycznej nie było badane w populacji ludzkiej.

Kondycjonowanie przedoperacyjne ze stymulacją elektryczną (ES) uszkodzonych nerwów obwodowych jest szczególnie obiecujące. Mechanizm działania zmian kondycjonujących polega na regulacji w górę genów związanych z regeneracją oraz szlaków cAMP i JAK/STAT. Dane z modeli zwierzęcych, badające wpływ przedoperacyjnej stymulacji elektrycznej nerwów obwodowych, pokazują, że technika ta sprzyja regeneracji aksonów nerwów obwodowych. Senger i wsp. wykazali, że stymulacja elektryczna powoduje regenerację aksonów, która jest równoważna z tradycyjnym uszkodzeniem zmiażdżeniowym przed kondycjonowaniem. Zatem udowodniono, że stymulacja elektryczna jest realną metodą wstępnego kondycjonowania nerwów obwodowych, w celu promowania regulacji w górę regeneracji aksonów przed pierwotną koaptacją nerwu. Senger i wsp. zbadali również mechanizm działania tej ulepszonej regeneracji aksonów u zwierząt wstępnie kondycjonowanych stymulacją elektryczną i odkryli regulację w górę genów związanych z regeneracją.

Wpływ pooperacyjnej stymulacji elektrycznej na naprawiane chirurgicznie nerwy obwodowe jest szczegółowo opisany w literaturze. Zatem połączenie stymulacji elektrycznej przed i po operacji może być synergistyczne. Wcześniej praca ze zwierzętami była przekładana na pacjentów z przecięciem i naprawą nerwu palcowego oraz zespołem cieśni nadgarstka. Wong i wsp. wykazali, że pacjenci, którzy przeszli całkowite przecięcie nerwu palca, naprawę chirurgiczną i pooperacyjną 1-godzinną ciągłą ES 20 Hz, wykazywali konsekwentnie większą poprawę we wszystkich modalnościach czuciowych o 5 do 6 miesięcy po operacji w porównaniu z grupą kontrolną. Gordon i wsp. wykazali, że krótki pooperacyjny ES spowodował silną reinerwację motoryczną mięśni kłębu o 3 miesiące, podczas gdy u pacjentów z grupy kontrolnej trwało to ponad rok.

Nix i Hopf wykazali, że ES o niskiej częstotliwości zmiażdżonego nerwu ruchowego do płaszczkowatego u królików przyspieszyło poprawę produkcji siły mięśniowej o 2 tygodnie w porównaniu z grupą kontrolną. Pocket i Gavin na modelu szczurzym wykazali, że odruch spryskiwania palców u zmiażdżonych nerwów kulszowych odzyskiwał znacznie szybciej przy niskiej częstotliwości i małej intensywności ES. Al-Majed i wsp. wykazali, że jedna godzina ES o niskiej częstotliwości 20 Hz przeciętych i naprawionych nerwów udowych szczura przyspieszyła powolną, rozłożoną w czasie regenerację rosnącą w miejscu naprawy, a także wzmocniła preferencyjne reinerwację motoryczną. Nawet jeśli ES był opóźniony do 2 tygodni po naprawie nerwu udowego szczura, efekty wzmacniające nadal się utrzymywały. W badaniu towarzyszącym z tego samego roku badacze ci wykazali, że ES zwiększa poziom czynnika neurotroficznego pochodzenia mózgowego i jego receptora trkB w ciągu pierwszych 2 dni po operacji. Brushart i wsp. wykazali, że krótkie ES o niskiej częstotliwości poprawiają specyficzność reinerwacji. Geremia i wsp. przeprowadzili kluczowe badanie wykazujące wzrost regeneracji aksonów w neuronach czuciowych, jeśli okres pooperacyjnego ES nie przekraczał 1 godziny. Efekt był stępiony, jeśli okres stymulacji był dłuższy.

Do tej pory nie przeprowadzono żadnych badań oceniających wpływ kondycjonowania przedoperacyjnego na reinerwację czuciową nerwów obwodowych u ludzi z ES. Biorąc pod uwagę obiecujący charakter danych na zwierzętach z Senger i wsp. oraz dobrze udokumentowaną skuteczność pooperacyjnej stymulacji elektrycznej chirurgicznie naprawionych nerwów obwodowych, zaprojektowaliśmy to badanie w celu oceny wpływu kondycjonowania przedoperacyjnego za pomocą ES, jak również przed -operacyjna i pooperacyjna ES na temat odzyskiwania czucia nerwu palcowego po przecięciu i naprawie.

Cele:

Cele tego badania są dwojakie. Określenie wpływu samego przedoperacyjnego ES, jak również w połączeniu z pooperacyjnym ES na regenerację czucia nerwu palcowego, po przecięciu i naprawę chirurgiczną, w porównaniu z grupą kontrolną pacjentów poddanych samej operacji.

Metoda/procedury badawcze:

Projekt:

Jest to podwójnie ślepe, randomizowane badanie kontrolowane placebo, które sprawdza wpływ ES na regenerację nerwów czuciowych (cyfrowych) w ludzkiej dłoni. Pacjenci będą rekrutowani w klinikach urazów ręki (chirurgii plastycznej) w Edmonton. Po wyrażeniu zgody na udział w badaniu, osoba zostanie poddana serii testów (test monofilamentu Semmesa-Weinsteina, 2-punktowa dyskryminacja, ilościowe testy czuciowe na progi bólu zimnego, ciepłego i cieplnego, a także niepełnosprawność ramienia, barku i Hand [DASH] kwestionariusz) przed operacją w celu określenia ich wyjściowego deficytu przed operacją.

Chirurgia:

Wszyscy chirurdzy i personel śródoperacyjny zostaną zaślepieni w związku z leczeniem eksperymentalnym. Cała procedura jest taka sama dla każdego pacjenta na bloku operacyjnym. Pacjenci otrzymają standardową chirurgiczną naprawę nerwu palca z mikroskopowym powiększeniem i przy użyciu cienkich szwów. Każdy pacjent będzie miał 2 cienkościenne druty w izolacji teflonowej (wysterylizowane w szpitalu, w którym wykonywana jest operacja) wprowadzone proksymalnie do miejsca uszkodzenia nerwu, z dala od miejsca szwu, 3 dni przed operacją i bezpośrednio po operacji. Te przewody zostaną podłączone do stymulatora elektrycznego, który aktywuje nerw i wysyła potencjały czynnościowe w kierunku ciała komórki. Z tego powodu pacjentowi nie wolno podawać środka znieczulającego miejscowo, ponieważ zablokowałoby to kanały sodowe, znosząc propagację potencjału czynnościowego i niwelując efekty stymulacji elektrycznej.

Rekonwalescencja pooperacyjna:

Pacjenci zostaną poddani ocenie wyjściowej charakterystyki na trzy dni przed planowaną datą operacji, l cienkie druty zostaną wszczepione przezskórnie proksymalnie do miejsca przypuszczalnego uszkodzenia nerwu, te druty zostaną podłączone do stymulatora elektrycznego (model SD9, Grass Instruments, Providence , RI, Stany Zjednoczone). W tym momencie personel bezpośrednio związany z badaniem opuści pomieszczenie. Asystent naukowy, który nie jest w inny sposób związany z badaniem, przejmie obowiązki. Nieprzezroczysta koperta zawierająca wygenerowany komputerowo kod randomizacji zostanie otwarta w celu określenia grupy leczenia pacjenta.

Grupa leczenia A: Stymulacja przedoperacyjna z pozorowaną stymulacją pooperacyjną

Pacjenci przydzieleni losowo do tej grupy otrzymają 1 godzinę ciągłej stymulacji elektrycznej na trzy dni przed planowaną datą operacji. Częstotliwość zostanie ustalona na 20 Hz, a napięcie i czas trwania impulsów elektrycznych będą kolejno zwiększane do maksymalnego tolerowanego limitu. Gdy nerw przyzwyczaja się do odczuwania stymulacji, napięcie wzrasta do następnego tolerowanego progu i powtarza się to przez okres jednej godziny. Po zakończeniu stymulacji następuje odłączenie stymulatora i poinformowanie pacjenta o terminie zabiegu. Druty są wyjmowane na zakończenie wizyty przedoperacyjnej. Pacjenci ci będą mieli wszczepione w czasie operacji cienkie druty do pozorowanej stymulacji pooperacyjnej. Na sali pooperacyjnej stymulator jest przymocowany do ich drutów. Jednak napięcie zostanie zwiększone tylko do poziomu, który są w stanie wyczuć. Stymulator był wówczas wyłączany bez wiedzy pacjentów. Wszystkie połączenia pozostają na swoim miejscu. U tych pacjentów druty zostaną usunięte podczas pierwszej wizyty kontrolnej w ciągu 1 tygodnia.

Grupa zabiegowa B: Stymulacja przedoperacyjna i pooperacyjna:

Pacjenci przydzieleni losowo do tej grupy otrzymają 1 godzinę ciągłej stymulacji elektrycznej trzy dni przed planowaną datą operacji, a następnie ponownie bezpośrednio po operacji. Częstotliwość zostanie ustalona na 20 Hz, a napięcie i czas trwania impulsów elektrycznych będą kolejno zwiększane do maksymalnego tolerowanego limitu. Gdy nerw przyzwyczaja się do odczuwania stymulacji, napięcie wzrasta do następnego tolerowanego progu i powtarza się to przez okres jednej godziny. Po zakończeniu stymulacji następuje odłączenie stymulatora i poinformowanie pacjenta o terminie zabiegu. Druty są wyjmowane na zakończenie wizyty przedoperacyjnej. Pacjenci przydzieleni losowo do tej grupy otrzymają również 1 godzinę ciągłej stymulacji elektrycznej po operacji. Ci pacjenci będą mieli wszczepione cienkie druty do stymulacji pooperacyjnej w czasie operacji. Na sali pooperacyjnej stymulator jest przymocowany do ich drutów. Częstotliwość zostanie ustalona na 20 Hz, a napięcie i czas trwania impulsów elektrycznych będą kolejno zwiększane do maksymalnego tolerowanego limitu. Gdy nerw przyzwyczaja się do odczuwania stymulacji, napięcie zwiększa się do następnego tolerowanego progu i powtarza się to przez okres jednej godziny. Po zakończeniu stymulacji stymulator jest odłączany, a pacjent jest informowany o kolejnej wizycie kontrolnej. Druty są wyjmowane podczas pierwszej wizyty kontrolnej w ciągu tygodnia z pierwszym opatrunkiem i zmianą szyny

Grupa kontrolna pozorowana-placebo

U tych pacjentów stymulator zostanie podłączony do drutów na 3 dni przed planowaną datą operacji i po operacji, tak jak w poprzednich grupach. Jednak napięcie zostanie zwiększone tylko do poziomu, który są w stanie wyczuć. Stymulator był wówczas wyłączany bez wiedzy pacjentów. Wszystkie połączenia pozostają na swoim miejscu przez godzinę. U tych pacjentów druty zostaną podobnie usunięte po zakończeniu wizyty przedoperacyjnej i podczas pierwszej kontroli pooperacyjnej w ciągu 1 tygodnia od operacji.

Obserwacja pooperacyjna:

Wszyscy pacjenci będą mieli tygodniową wizytę pooperacyjną, a następnie będą co miesiąc obserwowani, gdzie zostaną wykonane wspomniane wcześniej testy oceny nerwów czuciowych, a także badania przewodnictwa nerwów czuciowych i Kanadyjska Miara Wydajności Zawodowej. W sumie odbywa się sześć miesięcznych wizyt, każda wizyta zajmie około 1,5 godziny.

Obliczanie wielkości próbki

Na podstawie kluczowego artykułu Geremia i in.; u szczura różnica w liczbie zregenerowanych aksonów czuciowych po 1h ES wynosiła 397+/-321 (SD) w porównaniu z grupą kontrolną. Przy błędzie typu I ustawionym na 0,05 i błędzie typu II na 0,80, potrzebna byłaby próba o wielkości 20 osób w grupie badanej i taka sama liczba w grupie kontrolnej. Aby uwzględnić 10% potencjalnej utraty pacjentów w okresie obserwacji, naszym celem jest rekrutacja łącznie 66 pacjentów. Analiza tymczasowa zostanie przeprowadzona przez zespół monitorujący dane, gdy pierwszych 10 pacjentów zakończy 6-miesięczną obserwację.

Zaplanuj analizę danych:

Analiza protokołu zostanie zakończona. Wszystkie wyniki zostaną przedstawione jako średnia + odchylenie standardowe. Test t-Studenta i dokładny test Fischera zostaną przeprowadzone w celu określenia różnic demograficznych między grupami terapeutycznymi. Różnice w wynikach testów sensorycznych zostaną ocenione za pomocą testu chi-kwadrat. ANOVA zostanie wykorzystana do określenia odtwarzalności testów poprzez porównanie wyników z przeciwstronną ręką. Analiza wariancji ANOVA zostanie również przeprowadzona we wszystkich punktach czasowych po leczeniu, aby określić, czy leczenie różni się w czasie. Poziom 5% (alfa) będzie uważany za różnicę istotną statystycznie.