Electrical welding technology in restoring the integrity of the injured peripheral nerve: review of literature and own experimental research

Mechanical damage to the peripheral nerve is a disabling type of trauma with high cumulative potential, treatment and rehabilitation of which remains an important medical problem. At present, neurorrhaphy is a ubiquitous means of connecting stumps of a crossed nerve. The disadvantages of the method are the manual complexity and prolongation of local inflammatory reactions by persistent suture material. Alternatively, methods of glue, laser, photochemical, nanocomposite or, least studied, electric welding compounds are considered.A series of studies performed on adult white outbred male rats evaluated the efficacy and safety of multiple point-welded epineural joints of the sciatic nerve stump after crossing it. In particular, it was found that the tested type of connection provides a fast and reliable fixation of the stump of the crossed nerve, which by Sciatic Functional Index values is 2 months faster, but ultimately does not differ from neurorrhaphy. Instead, the amplitude of the electrical M-response of the paretic calf muscle and the density of nerve fibers in the regeneration neuroma thickness are significantly higher after 5 months after the weld, and the angle of deviation of the fibers from the nerve axis is substantially smaller than after neurorrhaphy.In general, the effectiveness of a welded joint is no worse than an epineural surgical suture, in some respects better, as it requires less time and resources. The study also attempts to pathophysiologically interpret the data and compare them with the results of testing other seamless means of restoring the integrity of the crossed nerve.In our opinion, the obtained experimental data against the background of the results of other research groups motivate the clinical validation of the proposed method

Вплив нейротрансплантації різних типів алогенних тканин на відновлення рухової функції після експериментальної травми спинного мозку

Objective. To examine the effect of different tissue type of neurotransplantation on the locomotor function restoration after experimental spinal cord injury.Materials and methods. Animals: inbred albino male rats (5.5 months, 300 g); experimental groups: 1 — spinal cord injury + immediate homotopical transplantation of olfactory bulb tissue (TOBT, n=34), 2 — spinal cord injury + analogous transplantation of fetal (E18) cerebellum tissue (TFСT, n=15), 3 — spinal cord injury + analogous transplantation of fetal (E18) kidney tissue (TFKT, n=8), 4 — spinal cord injury only in similar (control–1, n=16) and different (control–2, n=40) experimental seasons. Model of injury — left-side spinal cord hemisection at ТXI level; monitoring the ipsilateral hindlimb function indicator (IHL FI) — the Вasso–Вeattie–Вresnahan scale (BBB).Results. The predominance (p> 0.05) of the IHL FI after approved types of neurotransplantation has been noted when comparing with the control group–1 — at the 1st–5th week (ТОBT), 1st–2nd and 6th–7th week (TFСT), and at the end of the 8th week (TFKT); when comparing with the control group–2 — at the 1st–3rd (ТОBT) and 1st (TFСT) week of the experiment. The maximum value of the IHL FI has been observed at the 2nd (ТОBT, 3,7±0,5 points ВВВ), 1st, 6th–7th (TFСT, 3,6±0,8 points ВВВ), 12th and 20th (TFKT, 3,6±1,2 points ВВВ) weeks, minimum value of the IHL FI — at the 24th (ТОBT, 2,4±0,6 points ВВВ), 3rd (TFСT, 3,0±0,9 points ВВВ) and 1st (TFKT, 1,9±1,1 points ВВВ) week of the experiment. Average IHL FI values of the three experimental groups at the 24th week of the experiment have been amounted to 2,4–3,3 points BBB and comprised in a range of control groups final mean values (1,6–3,4 балла ВВВ). Significant differences between the IHL FI values of the groups ТОBT, TFСT and TFKT have not been observed during the experiment. In the case of TOBT significant changes of IHL FI have been noted during the 2nd (increase), 6th–7th and 16th–24th week (reduced to a level below the 1st week); in the case of TFKT — at the 1st–3rd week (increase); in the case of TFСT no significant changes have been identified. A common feature of the dynamics of the three experimental groups is prevalence of IHL FI values over the control during the first few weeks and lack of progression during further period of observation, that can be interpreted in a view of angiogenic, neurotropic, proinflammatory and mediator effects of the grafts.Conclusion. Approved types of neurotransplantation provide a temporary effect, continuing during the first month of the traumatic process; the study of the pathophysiological mechanisms of this effect can significantly improve understanding of tissue processes after multicomponent neuroengineering interventions.Цель работы. Изучить в эксперименте влияние нейротрансплантации различных типов аллогенных тканей на восстановление двигательной функции при травме спинного мозга (СМ) в эксперименте.Материалы и методы. Экспериментальные животные — белые беспородные крысы-самцы (возраст 5,5 мес, масса тела 300 г); группы: 1 — травма СМ + немедленная гомотопическая аллотрансплантация ткани обонятельной луковицы (ТТОЛ; n=34); 2 — травма СМ + аналогичная трансплантация ткани фетального (Е18) мозжечка (ТТФМ; n=15); 3 — травма СМ + аналогичная трансплантация ткани фетальной (Е18) почки (ТТФП; n=8); 4 — травма СМ в аналогичный (контроль–1, n=16) и различные (контроль–2, n=40) экспериментальные сезоны. Модель травмы — пересечение левой половины СМ на уровне ТXI; мониторинг показателя функции (ПФ) задней ипсилатеральной конечности (ЗИК) — по шкале Вasso–Вeattie–Вresnahan (BBB).Результаты. Преобладание (р>0,05) ПФ ЗИК при использовании апробированных вариантов нейротрансплантации по сравнению с таковым в группе контроль–1 отмечено в сроки 1–5 нед (ТТОЛ), 1–2 и 6–7 нед (ТТФМ), в конце 8-й недели (ТТФП); в группе контроль–2 — в сроки 1–3 нед (ТТОЛ) и 1 нед (ТТФМ) эксперимента. Максимальный ПФ ЗИК отмечали через 2 нед (ТТОЛ, 3,7 бала ± 0,5 балла по шкале ВВВ), 1 и 6–7 нед (ТТФМ, 3,6 балла ± 0,8 балла), 12 и 20 нед (ТТФП, 3,6 балла ± 1,2 балла); минимальный — через 24 нед (ТТОЛ, 2,4 балла ± 0,6 балла), 3 нед (ТТФМ, 3,0 балла ± 0,9 балла) и 1 нед (ТТФП, 1,9 балла ± 1,1 балла) эксперимента. В среднем ПФ ЗИК в трех экспериментальных группах через 24 нед эксперимента составил 2,4–3,3 балла по шкале ВВВ, что соответствовало таковому в интервале конечных средних значений в контрольных группах (1,6–3,4 балла). Достоверные различия ПФ ЗИК между группами ТТОЛ, ТТФМ и ТТФП в период эксперимента не наблюдали. При ТТОЛ достоверные изменения ПФ ЗИК выявлены на 2-й неделе (увеличение), 6–7-й и 16–24-й неделях (уменьшение до уровня, ниже такового на 1 неделе); при ТТФМ — изменения отсутствовали; при ТТФП — на 1–3-й неделе (увеличение). Общими признаками динамики в трех экспериментальных группах было преобладание ПФ ЗИК в первые недели по сравнению с таковым в контрольных группах и отсутствие прогредиентности в дальнейший период наблюдения, что можно интерпретировать с учетом ангиогенных, нейротропных, провоспалительных и медиаторных эффектов трансплантатов.Вывод. Использование апробированных видов нейротрансплантации обусловливало временный, ограниченный одним месяцем травматического процесса, эффект, изучение патофизиологических механизмов которого существенно углубляет представления о специфике тканевых реакций при выполнении многокомпонентных нейроинженерных вмешательств.Мета роботи. Вивчити в експерименті вплив нейротрансплантації різних типів алогенних тканин на відновлення рухової функції після експериментальної травми спинного мозку (СМ).Матеріали і методи. Експериментальні тварини — білі безпородні щури-самці (віком 5,5 міс, маса тіла 300 г); групи: 1 — травма СМ + негайна гомотопічна алотрансплантація тканини нюхової цибулини (ТТНЦ, n=34); 2 — травма СМ + аналогічна трансплантація тканини фетального (Е18) мозочка (ТТФМ, n=15); 3 — травма СМ + аналогічна трансплантація тканини фетальної (Е18) нирки (ТТФН, n=8); 4 — травма СМ в аналогічний (контроль–1, n=16) та різні (контроль–2, n=40) експериментальні сезони. Модель травми — пересічення лівої половини СМ на рівні ТXI; моніторинг показника функції (ПФ) задньої іпсилатеральної кінцівки (ЗІК) за шкалою Вasso–Вeattie–Вresnahan (BBB).Результати. Перевагу (р>0,05) ПФ ЗІК при використанні апробованих варіантів нейротрансплантації у порівнянні з таким в групі контроль–1 відзначали у строки 1–5 тиж (ТТНЦ), 1–2 та 6–7 тиж (ТТФМ) і через 8 тиж (ТТФН); в групі контроль–2 — у строки 1–3 тиж (ТТНЦ) і 1 тиж (ТТФМ) експерименту. Максимальний ПФ ЗІК реєстрували через 2 тиж (ТТНЦ, 3,7 бала ± 0,5 бала за шкалою ВВВ), через 1 і 6–7 тиж (ТТФМ, 3,6 бала ± 0,8 бала) та 12 і 20 тиж (ТТФН, 3,6 бала ± 1,2 бала); мінімальний — через 24 тиж (ТТНЦ, 2,4 бала ± 0,6 бала), 3 тиж (ТТФМ, 3,0 бала ± 0,9 бала) та 1 тиж (ТТФН, 1,9 бала ± 1,1 бала) експерименту. У середньому ПФ ЗІК у трьох експериментальних групах через 24 тиж експерименту становив 2,4–3,3 бала за шкалою ВВВ, тобто, відповідав такому в інтервалі кінцевих середніх значень у контрольних групах (1,6–3,4 бала). Достовірна різниця ПФ ЗІК між групами ТТНЦ, ТТФМ та ТТФН в період експерименту не виявлена. При ТТНЦ достовірні зміни ПФ ЗІК виявлені протягом 2-го тижня (збільшення), 6–7-го та 16–24-го тижня (зменшення до рівня, нижчого ніж на 1-му тижні); при ТТФМ — зміни відсутні; при ТТФН — протягом 1–3-го тижня (збільшення). Спільними ознаками динаміки у досліджених групах було переважання ПФ ЗІК протягом перших тижнів у порівнянні з такими у контрольних групах та відсутність прогредієнтності у подальшому періоді спостереження, що можна інтерпретувати, беручи до уваги ангіогенні, нейротропні, прозапальні та медіаторні ефекти трансплантатів.Висновок. Застосування апробованих видів нейротрансплантації зумовлює тимчасовий, обмежений одним місяцем травматичного процесу, ефект, вивчення патофізіологічних механізмів якого суттєво поглиблює уявлення про специфіку реакцій тканин при застосуванні багатокомпонентних нейроінженерних втручань

Вплив нейротрансплантації різних типів алогенних тканин на перебіг синдрому спастичності та хронічного больового синдрому при експериментальній травмі спинного мозку

Objective. To examine the effect of neurotransplantation with different allogenic tissue types on the course of the spasticity and chronic pain syndrome after experimental spinal cord injury.Materials and methods. Animals: inbred albino male rats (5.5 months old,300 g); experimental groups: 1 — spinal cord injury + immediate homotopical transplantation of olfactory bulb tissue (TOBT, n = 34); 2 — spinal cord injury + analogous transplantation of fetal (E18) cerebellum tissue (TFСT, n = 15); 3 — spinal cord injury + analogous transplantation of fetal (E18) kidney tissue (TFKT, n = 8); 4 — spinal cord injury only (control group, n = 16). The model of injury was left-side spinal cord hemisection at Т11; spasticity in the ipsilateral hind limb was verified by Ashworth scale.Results. The increase (p < 0.05) of spasticity index was recorded in the control group during the period of 1st — 2nd and 5th month, in TOBT group during the period of 1st — 2nd and 6th month, in TFCT group — during the 3rd week, in TFKT group — during the 2nd week. On the 7th day the spasticity severity in TFCT and TFKT groups was evaluated as 1 point by Ashworth scale, in TOBT and control group it was 0 point. During the 2nd — 4th weeks a high (TFСT, TFKT), intermediate (control group) and low (TOBT) level of spasticity was noticed. The spasticity level in TFСT and TFKT groups exceeded (p < 0.05) the indicator of control group during the 1st — 3rd and 1st — 2nd weeks, respectively. The spasticity level in TOBT group conceded (p < 0.05) to values of the control group (2nd week), TFСT (1st — 6th week) and TFKT (1st — 3rd week). The difference in spasticity values in TFСT and TFKT groups during the experiment was not significant (p > 0.05). On the 24th week of observation the spasticity level in experimental groups was 2.6 ± 0.4 (control group), 2.2 ± 0.2 (TOBT), 2.1 ± 0.3 (TFСT) and 1.9 ± 0.3 (TFKT). Fifty-nine percent of the animals in TOBT group had early spasticity debut with flexion-adduction localization in hip and knee and peripheral paresis (hypotonia/atony) at the ankle joint and high prevalence of severe neurogenic pain manifestation (45 %). Similar spastic localization was noted in 40 % of the animals in TFСT group (for 2nd month) and 25 % of the animals in TFKT group  (during 1st — 2nd week). In the control group signs of long-term severe neurogenic pain was found in 19 % animals, in TOBT group — in 27 %, in TFСT group — in 6 % (1 animal), in TFKT group no pain signs observed; the incidence difference was not significant.Conclusion. Approved types of neurotransplantation exert significant influence on the course of spasticity syndrome; the mechanisms of influence related to the cellular structure, angiogenic and immunogenic properties of the grafts.Цель работы. Проанализировать влияние нейротрансплантации различных типов аллогенных тканей на течение синдрома спастичности и частоту хронического болевого синдрома после спинальной травмы в эксперименте.Материалы и методы. Экспериментальные животные — белые беспородные крысы-самцы (5,5 мес, 300 г, ГУ «ИНХ НАМНУ»); группы: 1 — травма спинного мозга (СМ) + немедленная гомотопическая аллотрансплантация ткани обонятельной луковицы («ТТОЛ», n=34); 2 — травма СМ + аналогичная трансплантация ткани фетального (Е18) мозжечка («ТТФМ», n=15); 3 — травма СМ + аналогичная трансплантация ткани фетальной (Е18) почки («ТТФП», n=8); 4 — травма СМ («контроль», n=16). Модель травмы — левостороннее пересечение половины СМ на уровне ТXI; мониторинг уровня спастичности задней ипсилатеральной конечности по шкале Ashworth.Результаты. Увеличение (р<0,05) показателя спастичности отмечали в группе «контроль» в период 1–2-го и 5-го месяца, в группе «ТТОЛ» — в период 1–2-го и 6-го месяца; в группе «ТТФМ» — в течение 3-й недели, в группе «ТТФП» — в течение 2-й недели. На 7-е сутки показатель спастичности в группах «ТТФМ» и «ТТФП» достигал 1 бала (по шкале Ashworth), в группах «ТТОЛ» и «контроль» — 0 баллов. В течение 2–4-й недели отмечали высокий («ТТФМ», «ТТФП»), промежуточный («контроль») и низкий («ТТОЛ») уровень спастичности. Уровень спастичности в группах «ТТФМ» и «ТТФП» превышал таковой в группе «контроль» соответственно на 1–3-й и 1–2-й неделе (р<0,05); в группе «ТТОЛ» уступал (р<0,05) значению в группах «контроль» (на 2-й неделе), «ТТФМ» (на 1–6-й неделе) и «ТТФП» (на 1–3-й неделе). Значения показателя в группах «ТТФМ» и «ТТФП» в течение периода эксперимента различались недостоверно. На 24-й неделе наблюдения показатель спастичности в группах составил (2,6±0,4) балла («контроль»), (2,2±0,2) балла («ТТОЛ»), (2,1±0,3) балла («ТТФМ») и (1,9±0,3) балла («ТТФП»). У 59% животных группы «ТТОЛ» отмечена ранняя спастичность со сгибательно-приводящей установкой в тазобедренном и коленном суставах на фоне вялого пареза на уровне голеностопного сустава и высокая (45%) частота тяжелого болевого синдрома; аналогичную спастическую установку отмечали у 40% животных группы «ТТФМ» (в течение 2-го месяца) и 25% животных группы «ТТФП» (на 1–2-й неделе). В группе «контроль» в отдаленном периоде признаки тяжелого нейрогенного болевого синдрома выявлены у 19% животных, в группе «ТТОЛ» — у 27%, в группе «ТТФМ» — у 6% (1 животное), в группе «ТТФП» — отсутствовали; выявленные различия недостоверны.Вывод. Апробированные виды нейротрансплантации оказывают существенное влияние на течение синдрома спастичности, механизмы которого связаны с особенностями клеточного состава трансплантатов, их ангиогенными и иммуногенными свойствами.Мета роботи. Проаналізувати вплив нейротрансплантації різних типів алогенних тканин на перебіг синдрому спастичності та частоту хронічного больового синдрому після спінальної травми в експерименті.Матеріали і методи. Експериментальні тварини — білі безпородні щурі-самці (5,5 міс, 300 г, ДУ «ІНХ НАМНУ»); групи: 1 — травма спинного мозку (СМ) + негайна гомотопічна алотрансплантація тканини нюхової цибулини («ТТНЦ», n=34); 2 — травма СМ + аналогічна трансплантація тканини фетального (Е18) мозочка («ТТФМ», n=15); 3 — травма СМ + аналогічна трансплантація тканини фетальної (Е18) нирки («ТТФН», n=8); 4 — травма СМ («контроль», n=16). Модель травми — пересічення лівої половини СМ на рівні ТXI; моніторинг рівня спастичності задньої іпсилатеральної кінцівки (ЗІК) — за шкалою Ashworth.Результати. Збільшення (р<0,05) показника спастичності (ПС) реєстрували у групі «контроль» протягом 1–2-го та 5-го місяця; «ТТНЦ» — протягом 1–2-го та 6-го місяця, у групі «ТТФМ» — протягом 3-го тижня; у групі «ТТФН» — протягом 2-го тижня. На 7-му добу ПС у групах «ТТФМ» та «ТТФН» становив ~1 бал (за шкалою Ashworth), у групах «ТТНЦ» та «контроль» — ~0 балів. Протягом 2–4-го тижня відзначали високий (у групах «ТТФМ», «ТТФН»), проміжний (у групі «контроль») та низький (у групі «ТТНЦ») рівень спастичності. Рівень спастичності у групах «ТТФМ» та «ТТФН» перевищував такий в групі «контроль» відповідно протягом 1–3-го та 1–2-го тижня (р<0,05). Рівень спастичності в групі «ТТНЦ» поступався (р<0,05) такому в групах «контроль» (2-й тиждень), «ТТФМ» (1–6-й тиждень) та «ТТФН» (1–3-й тиждень). Значення показника у групах «ТТФМ» та «ТТФН» протягом періоду експерименту різнилося недостовірно. На 24-му тижні спостереження ПС становив: (2,6±0,4) бала («контроль»), (2,2±0,2) бала («ТТНЦ»), (2,1±0,3) бала («ТТФМ») та (1,9±0,3) бала («ТТФН»). У 59% тварин групи «ТТНЦ» виявлена рання спастичність з згинально-привідною установкою у кульшовому та колінному суглобах на тлі млявого парезу на рівні надп’ятково-гомілкового суглоба та висока (45%) частота виникнення больового синдрому; аналогічну спастичну установку відзначали у 40% тварин групи «ТТФМ» (протягом 2-го місяця) та 25% тварин групи «ТТФН» (протягом 1–2-го тижня). У групі «контроль» у віддаленому періоді ознаки тяжкого нейрогенного больового синдрому спостерігали у 19% тварин, у групі «ТТНЦ» — у 27%, у групі «ТТФМ» — у 6% (1 тварина), у групі «ТТФН» — не було; виявлені відмінності недостовірні.Висновок. Апробовані види нейротрансплантації суттєво впливали на перебіг синдрому спастичності, механізми якого пов’язані з особливостями клітинного складу трансплантатів, їх ангіогенними та імуногенними властивостями

Peripheral nerve injury: molecular pathophysiology and prospects for restorative treatment by means of cell transplantation: a literature review

Peripheral nerve injury (PNI) is a fairly common pathology—PNI accounts for 1-5% of all peacetime injuries and 12% of all combat injuries. This injury leads to disability, the development of chronic pain syndromes and a significant deterioration in the quality of life of the victims. Unfortunately, at present, in the case of the most frequent type of combat trauma — damage to the limbs — PNI treatment is mostly done last, "on the residual principle." Modern means of surgical and conservative treatment of PNI do not provide complete restoration of lost functions, therefore, restorative treatment of PNI is an urgent biomedical problem. The article reviews the currently known molecular mechanisms of various stages of PNI, as well as the plasticity of the central parts of the nervous system on the background of this injury. The main reasons for the limitation of autogenous recovery of functions after a sustained PNI are described — the absence of a relevant spatial organization of regrowth of axons in the area of PNI; post-traumatic death of neurons of spinal nodes and central parts of the nervous system; failure of plastic reconstruction of brain and spinal cord neural networks; irreversibility of atrophy of denervated muscles. Based on this, it was established that the means of restorative treatment of PNI should touch not only the epicenter of PNI, but also the central parts of the nervous system and denervated muscles. Mesenchymal stem cells (MSCs) are well-known means of a positive influence on the the restorative process in the focus of PNI, as well as a source of supportive influence/ strengthening effect and an amplifier of the plasticity of brain neural networks, which makes these cells a promising element of bioengineering treatment of PNI. The effect of MSCs on the central parts of the nervous system in case of PNI remains the least studied. Data from the literature indicate that such an effect can provide support for secondarily affected neurons and stimulate the plastic reorganization of brain networks, i.e., in general, significantly improve the results of restorative treatment of PNI

Віталій Іванович Цимбалюк. Fuga vitae: до 70-річчя з дня народження

No abstract.Без аннотации.Без анотації

DEGENERATIVE INTERVERTEBRAL DISC DISEASE: DIFFICULTIES IN DEFINITION OF THE CONCEPT AND EPIDEMIOLOGY OF THE PHENOMENON. BRIEF COMMUNICATION

The aim. The significant prevalence of intervertebral discs chronic pathology in the human population against the background of the lack of a clear and unified definition of the concept of «degenerative [intervertebral] disc disease» (DDD) creates difficulties in the study and formation of treatment protocols for this pathology. This study aims to clarify the epidemiological characteristics and terminological features of the pathology of the intervertebral discs covered by the term «DDD». Materials and methods. A systematic search in pubmed and related scientific and professional databases for publications devoted to DDD’s terminological features and epidemiology was conducted. In the analysis, the papers in which DDD and semantically related concepts and clinical phenomena are included as the primary research objects. Results. Based on the analysis, it is found that there is no unified defining the concept of DDD, which includes both initial degenerative changes in the disc, regardless of the manifestation of the pain syndrome, and conditions with a clear pathomorphological picture, such as intervertebral disc herniation, degenerative spinal stenosis, etc. DDD is pathophysiological and conventional; its list of pathomorphological and clinical correlates still needs to be completed. Clinical phenomena, considered the most certain correlates of DDD, can be caused by other pathological processes. Currently, the only but somewhat inaccurate indicator of the prevalence of back pain in the human population is the epidemiological characteristic of back pain, which, according to available calculations, can reach 800 million people at any given time, i.e., 10 % of the human population. Uncertainty regarding the semantics of the term DDD makes it challenging to unify research results and develop effective clinical protocols. Conclusions. The meaning of the term DDD remains unclear and non-unified, and the epidemiological characteristics of the phenomenon of back pain can only be used with significant caution for a rough estimate of the prevalence of clinically significant forms of ddd. Unifying and clarifying terminology, prevalence, and identification of benchmark etiological factors of DDD will allow to improve treatment protocols for this pathology and improve its results

Електрозварна технологія у відновленні цілісності травмованого периферичного нерва: огляд літератури і власних експериментальних даних

Mechanical damage to the peripheral nerve is a disabling type of trauma with high cumulative potential, treatment and rehabilitation of which remains an important medical problem. At present, neurorrhaphy is a ubiquitous means of connecting stumps of a crossed nerve. The disadvantages of the method are the manual complexity and prolongation of local inflammatory reactions by persistent suture material. Alternatively, methods of glue, laser, photochemical, nanocomposite or, least studied, electric welding compounds are considered.A series of studies performed on adult white outbred male rats evaluated the efficacy and safety of multiple point-welded epineural joints of the sciatic nerve stump after crossing it. In particular, it was found that the tested type of connection provides a fast and reliable fixation of the stump of the crossed nerve, which by Sciatic Functional Index values is 2 months faster, but ultimately does not differ from neurorrhaphy. Instead, the amplitude of the electrical M-response of the paretic calf muscle and the density of nerve fibers in the regeneration neuroma thickness are significantly higher after 5 months after the weld, and the angle of deviation of the fibers from the nerve axis is substantially smaller than after neurorrhaphy.In general, the effectiveness of a welded joint is no worse than an epineural surgical suture, in some respects better, as it requires less time and resources. The study also attempts to pathophysiologically interpret the data and compare them with the results of testing other seamless means of restoring the integrity of the crossed nerve.In our opinion, the obtained experimental data against the background of the results of other research groups motivate the clinical validation of the proposed method.Механическое повреждение периферического нерва ‒ инвалидизирующий вид травмы с высоким кумулятивным потенциалом, лечение и реабилитация последствий которого являются важной медицинской проблемой. Убиквитарным средством соединения культей пересеченного нерва является нейрорафия. Недостатки метода – мануальная сложность и увеличение длительности локальных воспалительных реакций персистирующим шовным материалом. В качестве альтернативных рассматривают методы клеевого, лазерного, фотохимического, нанокомпозитного или наименее изученного электросварного соединения.В серии исследований, выполненных на взрослых белых беспородных крысах-самцах, проведена оценка эффективности и безопасности электросварного эпиневрального соединения культей седалищного нерва после его пересечения. В частности установлено, что апробированный вид соединения обеспечивает быструю и надежную фиксацию культей пересеченного нерва, которая по значениям SFI (sciatic functional index) происходит на 2 мес быстрее, но не отличается от такой при применении нейрорафии. Амплитуда М-ответа паретической икроножной мышцы и плотность нервных волокон в толще регенерационной невромы через 5 мес после сварного соединения существенно выше, а угол отклонения волокон от оси нерва ‒ меньше, чем после нейрорафии.В целом эффективность сварного соединения не уступает нейрорафии, а в некоторых аспектах превосходит ее, требует меньших затрат времени и средств. Предпринята попытка патофизиологически интерпретировать полученные данные и сравнить их с результатами апробации других бесшовных средств восстановления целостности пересеченного нерва.На наш взгляд, полученные экспериментальные данные на фоне результатов других исследовательских групп являются основанием для клинической апробации предложенного метода.Механічне ушкодження периферичного нерва — інвалідизуючий вид травми з високим кумулятивним потенціалом, лікування і реабілітація наслідків якого є важливою медичною проблемою. Убіквітарним засобом з’єднання кукс перерізаного нерва є нейрорафія. Недоліки цього засобу ‒ мануальна складність виконання і збільшення тривалості локальних запальних реакцій персистуючим шовним матеріалом. Як альтернативні розглядають методи клейового, лазерного, фотохімічного, нанокомпозитного чи найменш вивченого електрозварного з’єднання.У серії досліджень, виконаних на дорослих білих безпородних щурах-самцях, проведено оцінку ефективності та безпечності кількаточкового електрозварного епіневрального з’єднання кукс сідничного нерва після його перетину. Зокрема виявлено, що апробований вид з’єднання забезпечує швидку та надійну фіксацію кукс перерізаного нерва, котра за значеннями SFI (sciatic functional index) відбувається на 2 міс швидше, але не відрізняється від такої при застосуванні нейрорафії. Амплітуда електричної М-відповіді паретичного литкового м’яза і щільність нервових волокон у товщі регенераційної невроми через 5 міс після зварного з’єднання значно вища, а кут відхилення волокон від осі нерва ‒ менший, ніж після нейрорафії.Загалом ефективність зварного з’єднання не поступається такій нейрорафії, а в деяких аспектах ‒ перевершує її, потребує менших витрат часу та засобів. Зроблено спробу патофізіологічно інтерпретувати отримані дані і порівняти їх з результатами апробації інших безшовних засобів відновлення цілісності перерізаного нерва.На нашу думку, отримані експериментальні дані на тлі результатів інших дослідницьких груп є підставою для клінічної апробації запропонованого методу

Ефективність пластики дефекту периферичного нерва з використанням тканинно-інженерних провідників різних типів за даними електронейроміографії: експериментальне дослідження

Objective. To investigate the effect of neural crest-derived multipotent stem cells (NC-MSCs) on the restoration of the peripheral nerve function according to the EMG.Materials and methods. Experimental animals: white outbreed male rats (5.5 months, 250±50 g, vivarium Romodanov Neurosurgery Institute n=52); groups: group 1 – nerve transection (with a 1 cm gap) and immediate autoplasty (n=14); group 2 – nerve transection and immediate plastic with collagen tube filled with fibrin gel (n=15); group 3 – nerve transection and immediate plastic with collagen tube filled with fibrin gel containing NC-MSCs (n=16); group 4 – sham operated animals (n=7). The key EMG parameters were determined using direct stimulation EMG at the 4th and 8th weeks of the experiment.Results. As at the end of the 4th week of observation in group 1, the amplitude of the M-response of the experimental limb was significantly (p=0.018) inferior to the value of the intact limb (3.3±0.5 mV versus 16.5±2.3 mV). In groups 2 and 3, statistically significant (p=0.018) values of the intact limb were observed for the amplitude of the M-response (group 2 – 16.5±2.3 mV versus 0.9±0.2 mV, group 3 – 14.7±2.2 mV versus 2.3±0.2 mV, p=0.018) and the conduction velocity (group 2 – 22.3±1.6 m/s versus 7.9±2.1 m/s (p=0.018; Mann – Whitney U test); group 3 – 19.3±2.5 m/s versus 12.7±0.4 m/s (p=0.049; Mann – Whitney U test). The value of the amplitude of the M-response in group 2 (0.9±0.2 mV) was significantly lower than that of group 1 (3.3±0.5 mV; p=0.006), group 3 (2.3±0, 2 mV; p=0.002) and group 4 (16.6±1.4 mV; p=0.006). As at the 8th week of observation, there was a significant advantage of the M-response amplitude of the experimental limb of animals in group 1 (4.1±0.7 mV) only above the value in group 2 (1.4±0.3 mV; p=0.007).Conclusions. NC-MSCs has a positive effect on the regeneration of PN due to stimulation of growth a greater number of nerve fibers than with implantation of a collagen matrix without NC-MSCs, which indirectly reflects key EMG indicators.Цель. Изучить влияние МСК-ПНГ на восстановление функции периферического нерва по данным ЕНМГ.Материалы и методы. Экспериментальные животные: Белые беспородные крысы-самцы, возраст 5,5 мес, масса тела (250±50) г, виварий Института нейрохирургии (n=52); группы: группа 1 - пересечение седалищного нерва, невротомия (длина дефекта 1 см) и немедленная аутопластика (n=14); группа 2 – невротомия и немедленная пластика с применением коллагеновой трубки, заполненной фибрином (n=15); группа 3 – невротомия и немедленная пластика с применением коллагеновой трубки, заполненной фибриновым гелем с содержанием МСК-ПНГ (n=16); группа 4 – ложно оперированные животные (n=7). Определение показателей ЭНМГ путем прямой стимуляционной ЭНМГ на 4-й и 8-й неделях эксперимента.Результаты. По состоянию на конец 4-й недели наблюдения в группе 1 амплитуда М-ответа паретичной конечности статистически значимо (р=0,018) уступала таковой в интактной конечности – (3,3±0,5) и (16,5±2,3) мВ. В группах 2 и 3 отмечено статистически значимое (р=0,018) преимущество амплитуды М-ответа в интактной конечности, в группе 2 – (16,5±2,3) и (0,9±0,2) мВ; в группе 3 – (14,7±2,2) и (2,3±0,2) мВ (р=0,018), а также скорости проведения возбуждения, в группе 2 – (22,3±1,6) и (7,9±2,1) м/с (р=0,018; U-тест Мана-Уитни); в группе 3 – (19,3±2,5) и (12,7±0,4) м/с; (р=0,049; U-тест Мана-Уитни). Черех 8 нед наблюдения отмечали статистически значимое преимущество амплитуды М-ответа паретичной конечности животных группы 1 – (4,1±0,7) мВ только по сравнению с показателем в группе 2 – (1,4±0,3) мВ (р=0,007).Выводы. МСК-ПНГ оказывают положительное влияние на регенерацию ПН вследствие стимуляции прорастания большего количества нервных волокон, чем при имплантации коллагенового матрикса без МСК-ПНГ, что отражают показатели ЭНМГ.Мета. Вивчити в експерименті вплив мультипотентних стовбурових клітин – похідних нервового гребеня (МСК-ПНГ) на відновлення функції периферичного нерва (ПН) за даними електронейроміографії (ЕНМГ).Матеріали і методи. Експериментальні тварини: білі безпородні щурі-самці віком 5,5 міс, маса тіла (250±50) г, віварій Інституту нейрохірургії n=52); групи: група 1 — пересічення сідничого нерва (СН) невротомія (створення дефекту довжиною 1см) та негайна аутопластика (n=14); група 2 — невротомія та негайна пластика з використанням колагенової трубки, заповненої фібрином (n=15); група 3 — невротомія та негайна пластика з використанням колагенової трубки, заповненої фібриновим гелем з вмістом МСК-ПНГ (n=16); група 4 — несправжньо оперовані тварини (n=7). Визначення показників ЕНМГ шляхом прямої стимуляційної ЕНМГ на 4-му та 8-му тижнях експерименту.Результати. Наприкінці 4-го тижня спостереження у групі 1 амплітуда М-відповіді (Амв) задньої паретичної кінцівки (ЗПК) статистично значущо (р=0,018) поступалась такій задньої інтактної кінцівки (ЗІК) – відповідно (3,3±0,5) та (16,5±2,3) мВ. У групах 2 і 3 в ці строки відзначали статистично значуще (р=0,018) переважання Амв ЗІК – в інтактній кінцівці в групі 2 – (16,5±2,3) та (0,9±0,2) мВ, в групі 3 – (14,7±2,2) та (2,3±0,2) мВ. Через 8 тиж спостереження виявляли статистично значуще переважання Авм ЗПК у тварин групи 1 – (4,1±0,7) мВ лише порівняно з показником в групі 2 – (1,4±0,3) мВ (р=0,007).Висновки. МСК-ПНГ справляють позитивний вплив на регенерацію ПН внаслідок стимуляції проростання більшої кількості нервових волокон, ніж при імплантації колагенового матрикса без МСК-ПНГ, що опосередковано відображали показники ЕНМГ

Correction: Model of excision of the lateral half of the spinal cord at the lower thoracic level for the needs of reconstructive neurosurgery and neurotransplantation

Corrections to the article: https://doi.org/10.25305/unj.234154 In the article by V.V. Medvedev et al., published in UNJ № 3 in 2021, the source number 92 from the reference list does not support the statement given in the appropriate place in the text. Instead, we offer the reader two other works that mention the presence of posterior median spinal artery in the adult rat - D. Mazensky et al. (2017) and O.U. Scremin (G. Paxinos, ed.; 2015, p. 1003, 1005). In most works on this topic (Z. Zhang et al., 2001; Y. Cao et al., 2015; P. Li et al., 2020) the dorsal median vein is considered as the median vessel of the posterior surface of the rat spinal cord, and as in humans, describe 2 parallel dorsal spinal arteries. At the same time, D. Mazensky et al. (2017), sharing the opinion of O.U. Scremin (2015), mention 3 dorsal spinal arteries of the rat, in particular the median one. Taking into account that, from our experience, damage to the median vessel of the posterior surface of the spinal cord is accompanied by its rapid edema and irrepversible deep deficit in the motor function of both hind limbs of the animal, we consider it necessary to draw the reader's attention to this feature of the anatomy of the spinal arteries of an adult rat. Medvediev VV, Abdallah IM, Draguntsova NG, Savosko SI, Vaslovych  VV, Tsymbaliuk VI, Voitenko NV. [Model of spinal cord lateral hemi-excision at the lower thoracic level for the tasks of reconstructive and experimental neurosurgery]. Ukr Neurosurg J [Internet]. 2021 Sep 27 [cited 2021 Oct 11];27(3):33-5. Available from: http://theunj.org/article/view/234154 Cao Y, Wu T, Yuan Z, Li D, Ni S, Hu J, Lu H. Three-dimensional imaging of microvasculature in the rat spinal cord following injury. Sci Rep. 2015 Jul 29;5:12643. doi: 10.1038/srep12643. PMID: 26220842; PMCID: PMC4518284. Li P, Xu Y, Cao Y, Wu T. 3D Digital Anatomic Angioarchitecture of the Rat Spinal Cord: A Synchrotron Radiation Micro-CT Study. Front Neuroanat. 2020 Jul 22;14:41. doi: 10.3389/fnana.2020.00041. PMID: 32792915; PMCID: PMC7387706. Mazensky D, Flesarova S, Sulla I. Arterial Blood Supply to the Spinal Cord in Animal Models of Spinal Cord Injury. A Review. Anat Rec (Hoboken). 2017 Dec;300(12):2091-2106. doi: 10.1002/ar.23694. Epub 2017 Oct 13. PMID: 28972696. Paxinos G, editor. The rat nervous system. 4th ed., London: Elsevier; 2015. Scremin OU. Capter 31, Cerebral Vascular System; p. 985‒1011. Zhang Z, Nonaka H, Nagayama T, Hatori T, Ihara F, Zhang L, Akima M. Circulatory disturbance of rat spinal cord induced by occluding ligation of the dorsal spinal vein. Acta Neuropathol. 2001 Oct;102(4):335-8. doi: 10.1007/s004010100377. PMID: 11603808

Model of spinal cord lateral hemi-excision at the lower thoracic level for the tasks of reconstructive and experimental neurosurgery

Purpose. To test the model of spinal cord lateral hemiexcision in young rats. Materials and methods. Animals ‒ male rats (age about 1 month, body weight about 50 g, inbred derivatives of the Wistar line); the number of experimental groups is: 1) lateral spinal cord hemisection at the level of segments about T12–T13 (Sect; n=11); 2) lateral spinal cord hemiexcision about 1 mm long at the similar level (Exc; n=8). Assessment of motor Function Index (FI) and the Spasticity Index (SI) of the paretic hindlimb was carried out using the Basso–Beattie–Bresnahan (BBB) scale and Ashworth scale, respectively, in our technical modifications. The non-inclusion criteria: the BBB score above 9 points of FI for the ipsilateral hindlimb in a week after injury ‒and / or BBB score less than or equal to 14 points of FI of the contralateral hindlimb during a long follow-up period (in general, 2 animals in the Sect group, 3 animals ‒ in the Exc group). Asymptotic differences in the timing of testing between subgroups and groups were revealed during the first three weeks of follow-up. Interpolation reproduction of individual values of FI and SI was used in exceptional cases. The total follow-up period was 5 months. Statistical analysis was performed using the Mann-Whitney U Test, Wilcoxon Matched Pairs Test, Spearman’s Rank Order Correlation. For pathomorphological study, the method of silver impregnation of the spinal cord longitudinal sections of the Exc group animals obtained in 5 months after the simulation of injury was used. Results. One week after injury, the FI in the Sect group was 5.9±1.1 according to BBB points, a statistically significant increase in the FI lasted for the first 3 weeks (p<0.05; Wilcoxon Matched Pairs Test), the FI maximum in the group was 10.1±1.1 BBB points, and the FI value at the end of the study was 9.5±1.0 BBB points. In the Exc group, 1 week after injury, the FI was 0.9±0.5 BBB points, during the next week it reached the actual maximum (1.9±0.7 BBB points), by the end of the 5th month it significantly decreased to 0.8±0.3 BBB points (p<0.05; Wilcoxon Matched Pairs Test). One week after injury, the SI value in the Sect group was 0.3±0.1 points according to Ashworth scale, in the Exc group ‒ 0.7±0.1 Ashworth points, a significant increase (p<0.05; Wilcoxon Matched Pairs Test) in SI in the Sect group was noted during the 2nd week and the 2nd month, in the Exc group ‒ during the 2nd and 6th week, as well as the 3rd and 5th month after injury. The SI final and maximal score for the Sect group was 0.8±0.2 Ashworth points, and for the Exc group ‒ 3.6±0.3 Ashworth points. For both groups, there was no correlation between the mean FI value and a significant positive correlation of the mean SI value with the value of the follow-up period (p<0.05; Spearman’s Rank Order Correlation), as well as the absence of correlation between the mean FI and SI values during the total follow-up period. A significant negative correlation (p<0.05; Spearman’s Rank Order Correlation) between individual FI and SI values was found after 1 and 4 weeks, 3 and 5 months after the injury for the Sect group, as well as after 5, 7, 8 weeks and after 3 and 4 months for the Exc group. At all periods of follow-up, the difference in both FI and SI mean values of both groups was significant (p<0.05; the Mann-Whitney U Test). Conclusions. The studied model of spinal cord injury in young rats is the means of choice for testing solid neural transplantation means for the spinal cord injury restorative treatment. The interpretation of data obtained using the BBB scale on models of lateral half spinal cord injury should be carried out with caution, and the methodology for verifying spasticity requires significant improvement. We recommend that the optimal timing for the FI and SI monitoring after lateral half spinal cord injury is 7 days, 14 days and in 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 7 months