生理学的神経信号はマイクロボルトのレベルにあり、現在利用可能な電極で確実に記録するには小さすぎます。MC-RPNIは、無傷の末梢神経とインターフェースすることができ、小信号を100倍以上に増幅して、運動意図の信頼性の高い正確な検出を容易にします。この技術の主な利点は、その生物学的性質です。
それは、神経自体または遠位に神経支配された筋肉標的に有害な影響を与えることなく、無傷の末梢神経と長期間インターフェースすることができる。四肢の弱さを持つ人々に機能を回復できる電動外骨格デバイスは、運動の意図を確実かつ正確に検出できないため、その潜在能力を最大限に発揮することはほとんどありません。その生物学的神経信号増幅能力のために、筋肉カフRPNIはこれらの欠点に対する答えです。
目的のドナー後肢の前方に沿って縦方向の切開を行い、足首のすぐ上から膝のすぐ下まで15番のメスで伸ばします。鋭い虹彩ハサミで下にある皮下組織を解剖し、足首関節のすぐ近位にある下にある筋肉組織と遠位腱を露出させます。EDL筋とその遠位腱を周囲の筋肉組織から隔離します。
足首関節のすぐ近位の遠位腱の下に鉗子または虹彩はさみの両方のタインを挿入することにより、正しい腱の分離を確実にします。鉗子またははさみを開いて、腱に上向きの圧力をかけます。鋭い虹彩ハサミで足首レベルでEDL筋の遠位腱切開を行い、腱の起点に向かって近位に働く周囲の組織から解放された筋肉を解剖します。
近位腱が視覚化されたら、鋭い虹彩ハサミで近位腱切開を実行して移植片を解放し、筋肉移植片の両腱端をトリミングし、鋭い虹彩ハサミで目的の長さに切断します。筋移植片内の神経の配置を容易にし、神経と筋内膜との接触を提供するために、筋移植片の片側のトリミングされた長さ全体に沿って縦方向の切開を行います。組織の乾燥を防ぐために、準備した筋肉移植片を生理食塩水で湿らせたガーゼに入れます。
坐骨ノッチから下膝関節まで約5ミリメートルの線から伸びる外科的切開に印を付けます。番号15のブレードでマークされた切開線に沿って皮膚と皮下組織を切開します。坐骨神経がすぐ下にあるため、筋肉の深さ全体に伸びないように注意しながら、下にある上腕二頭筋膜を慎重に切開します。
次に、先端が鈍い小さなハサミまたは止血剤を使用して、上腕二頭筋の大腿骨筋を注意深く解剖します。一般的な会陰神経またはCP神経を特定し、マイクロ鉗子とマイクロハサミで周囲の神経から慎重に隔離します。神経を押しつぶさないように注意しながら、神経の中央2センチメートルから周囲の結合組織を取り除きます。
解放されたCP神経の中央部に微小鉗子で近位上膜を保持し、微小解剖ハサミで直ちに上膜に切り込みます。次に、神経に沿って遠位に移動して、筋移植片の長さに一致するエピニューリアルウィンドウを作成し、エピニューラムの約25%を取り除きます。このセグメントを1つにまとめて削除するように注意してください。
生理食塩水で湿らせたガーゼから筋肉移植片を取り除き、上神経窓が作成されたCP神経の中央部分の下に置きます。神経を180度回転させて、上神経窓部分が無傷の筋肉に触れ、最終的な縫合線の下にならないようにします。CP神経上神経を8-Oで縫合するナイロン縫合糸は、溝内の筋肉移植片の近位および遠位に縫合し、筋内膜に上神経を固定するための簡単な中断縫合糸を備えています。
現在固定されている神経を囲む筋肉移植片の端を円周方向に包み込み、中断された8-Oで所定の位置に縫合しますナイロンステッチ。止血が達成されたら、上腕二頭筋膜を5-Oクロミック縫合糸で構成物の上に閉じます。4-Oクロミック縫合糸で上にある皮膚をランニングファッションで閉じます。
MC-RPNI断面のH&E染色は、筋肉と神経を示しています。MC-RPNIを投与したラットの同側遠位神経支配EDL筋の断面は、MC-RPNIを投与しなかった対照ラットの断面と比較して、有意な線維症や瘢痕化のない生存可能な神経および筋肉組織を示しました。MC-RPNI標本の縦断面の免疫組織化学は、DAPIで青色に染色された核と緑色に染色された神経組織を示しています。
別の成功したMC-RPNIのクローズアップは、アセチルコリン受容体について赤でα-ブンガロトキシンで染色された複数の神経支配された神経筋接合部を示しています。MC-RPNIコンストラクトで実施された電気生理学的試験は、生成された複合筋活動電位またはCMAPs波形の外観が天然の筋肉と類似していることを示し、それらが封じ込められた神経によって再神経支配されていることをさらに裏付けています。近位CP神経刺激後に生理学的EDL筋によって生成されるCMAPは、通常、20〜30ミリボルトの範囲です。
MC-RPNIを埋め込んだラットのEDL CMAPは有意差がなく、平均24.27ミリボルトプラスマイナス1.34ミリボルトです。研究で使用する前に、エピニューリアルウィンドウの作成を練習することが重要です。上神経は非常に薄くて壊れやすい神経の覆いであり、下にある神経線維を損傷すると、非常に予測不可能な方法で結果が変わる可能性があります。
これらの構築物は、3か月後にラットで成熟したと見なされ、それらのカスタマイズ機能は無限大です。成熟後、MC-RPNIは、いくつか例を挙げると、生理学的評価、電気生理学的分析、筋力テストに利用できます。エンドツーサイドニューロラフィーは、トランセクト神経が無傷の末梢神経にコプトされ、無傷の神経から移植されたセグメントへの側副発芽を誘導する、手術内の比較的新しい概念です。
この現象は、無傷の神経に直接移植された筋肉でも発生することがわかり、さらなる研究の可能性が興味深いことがわかりました。
