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为解决手术预处理神经用于移植的实际障碍，研究人员开展用高强度聚焦超声（HIFU）对神经组织进行局部损伤的可行性研究。结果显示 HIFU 可诱导神经沃勒变性，但预处理神经移植物修复效果与新鲜移植物差异不显著。该研究为神经修复提供新思路。
在神经损伤修复领域，周围神经损伤是常见且棘手的问题。当神经出现间隙性缺损时，目前常用新鲜采集的供体神经进行修复。然而，早期一些实验表明，与新鲜采集的神经移植物相比，预处理（predegenerated）的神经移植物在促进轴突生长方面似乎更具优势。比如，在一些啮齿动物实验中，经过预处理的神经移植物能让轴突更快地再生，并且在运动神经再支配上表现更好。这一现象引起了科研人员的关注，他们推测预处理的神经移植物可能通过改变基底膜，或者释放更多生长因子来促进轴突再生。同时，损伤后的施万细胞（Schwann cells）会转变为修复表型，分泌多种营养因子，巨噬细胞的激活也能促进血管生成，为轴突再生创造有利环境。
但令人疑惑的是，在实际临床应用中，预处理的神经移植物却没有得到广泛使用。这主要是因为获取预处理神经移植物需要额外的手术操作，不仅增加了医疗系统的负担和患者风险，而且不同实验结果差异较大，有些研究甚至发现预处理神经移植物效果不如新鲜移植物，这些矛盾的结果使得其在临床上的应用更加谨慎。
为了进一步探究其中的奥秘，来自加拿大卡尔加里大学（University of Calgary）的研究人员开展了一项研究。他们旨在验证高强度聚焦超声（High-Intensity Focused Ultrasound，HIFU）诱导神经局部损伤的可行性，并对比预处理神经移植物和新鲜神经移植物在大鼠坐骨神经横断修复模型中的再生效果。这项研究成果发表在《Scientific Reports》上，为该领域带来了新的见解。
在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：一是建立损伤模型，对成年 Sprague-Dawley 大鼠进行麻醉，暴露右侧坐骨神经，利用 HIFU 在不同压力下对神经进行处理，监测温度变化并确认损伤效果；二是进行神经移植，选用 Lewis 大鼠作为供体和受体，获取新鲜和预处理的神经移植物，移植到受体大鼠坐骨神经缺损处；三是通过行为学评估、体内电生理学检测以及组织处理和分析等手段，全面评估神经修复效果。行为学评估包括 DigiGait 步行分析和 von Frey 细丝检测痛觉感受，电生理学检测则测量复合肌肉动作电位（Compound Muscle Action Potential，CMAP），组织处理和分析涵盖肌肉称重、神经组织固定染色以及利用图像分析软件对神经组织形态进行量化分析 。
研究结果主要包括以下几个方面：
- HIFU 成功诱导热损伤：研究人员首先确定了 HIFU 用于神经切断术的合适参数。实验发现，1.5MHz 频率下，持续 5MPa 及以上压力的 HIFU 照射 10 秒，可在神经上产生可见损伤，表现为血管消失或变色，同时温度会升高 15 - 20°C。7 天后，超声处理部位远端的神经出现 p75 和 cJun 上调，这表明 HIFU 成功诱导了神经切断和预处理变性。
- 功能和组织形态计量学结果相似：将新鲜和预处理的神经移植物移植到受体 Lewis 大鼠后，在 6 周的观察期内，通过 von Frey 测试评估感觉功能，发现两组大鼠的感觉恢复模式相似，无显著差异；步行步态分析计算的坐骨神经功能指数（Sciatic Functional Index，SFI）显示，两组在恢复过程中也无统计学差异；电生理记录结果表明，两组在起始潜伏期和振幅方面没有明显区别。在肌肉重量方面，虽然预处理移植物组的比目鱼肌重量显著高于新鲜移植物组，但腓肠肌重量两组相似。对神经移植物进行组织学分析，发现两组在总轴突数、轴突直径、髓鞘厚度和 g - ratio 等组织形态计量学特征上相似。
- 2 周时间点结果相近：在另一组 2 周时间点的实验中，研究人员对移植后的神经进行组织形态计量学分析。由于此时存在髓鞘碎片，研究人员手动计数有髓纤维。结果发现，预处理移植物中段的轴突数量虽高于新鲜移植物，但差异不显著；在远端宿主神经中，两组的轴突数量相当。
在研究结论和讨论部分，研究表明 1.5MHz、5MPa、10 秒的 HIFU 热消融能够在暴露的供体神经上诱导局部均匀损伤，通过 p75 和 cJun 上调可证明这一点。然而，在神经间隙修复中，预处理神经移植物相比新鲜神经移植物并未产生显著的优势。虽然预处理移植物在促进轴突再生方面理论上具有多种优势，如沃勒变性和施万细胞激活等，但在实际实验中效果并不明显。这可能与多种因素有关，比如不同动物模型的差异，之前研究中啮齿动物轴突再生能力较强，可能掩盖了预处理移植物的真正优势。未来或许可以考虑使用生长速度与人类相近的大动物模型，如绵羊或猪模型进行进一步研究。此外，HIFU 在神经研究和手术中虽有应用，但对于其对周围组织稳态和疼痛的影响还需深入探索，且非热消融方法如 histotripsy 在处理大神经时存在局限性。总体而言，该研究为神经间隙修复的研究指明了方向，提示科研人员应探索其他更有效的促进神经再生的策略。
