植入式电刺激装置NuStim通过调控胶原代谢促进压力性尿失禁大鼠盆底组织修复

本研究针对压力性尿失禁(SUI)现有疗法疗效有限的问题，开发了新型无线植入式电刺激装置NuStim。通过建立产后SUI大鼠模型，研究人员发现NuStim治疗两周后可显著改善盆底肌肉和阴道前壁的组织结构，减少胶原过度降解，使基质金属蛋白酶(MMPs)及其抑制剂(TIMPs)水平恢复正常。该研究为SUI治疗提供了创新性电刺激方案，具有重要临床转化价值。

　　

压力性尿失禁(Stress Urinary Incontinence, SUI)作为困扰中老年女性的常见疾病，约46%的成年女性存在相关症状，但仅有不到40%的患者寻求医疗帮助。传统盆底肌训练(PFMT)存在依从性差、疗效个体差异大等问题，而盆底电刺激(PFES)又因深部肌肉定位困难导致刺激效率低下。更棘手的是，现有研究对SUI的病理机制认识不足——盆底支持组织的胶原代谢失衡、肌肉超微结构损伤与线粒体功能障碍等关键环节尚未阐明。

针对这些临床与科学难题，由Chen Li、Bohong Long等组成的多机构团队在《Scientific Reports》发表突破性研究。他们开发的微型无线植入式神经刺激器NuStim，通过精确调控盆底组织微环境，首次揭示了电刺激促进组织修复的分子机制。研究采用产后SUI大鼠模型，通过阴道扩张(VD)模拟分娩损伤，运用尿动力学检测、组织染色（H&E和Masson）、电子显微镜观察及Western blot/ELISA等技术，系统评估了NuStim对盆底肌肉和阴道前壁的结构与功能影响。

主要技术方法

1. 1.

   建立SUI大鼠模型：通过阴道气囊扩张(0.3kg负重8小时)模拟分娩损伤

2. 2.

   植入式刺激：将直径3mm的NuStim装置植入耻尾肌附近，采用双相指数脉冲(0.2ms脉宽，6Hz频率，2T强度)每日刺激30分钟

3. 3.

   多模态评估：包括尿动力学检测漏尿点压力(LPP)，组织学分析(H&E、Masson染色)，超微结构观察(电子显微镜)

4. 4.

   分子机制探索：Western blot和ELISA检测胶原I/III、MMP-1/2/9、TIMP-1/2/3表达

研究结果

盆底肌肉组织结构与炎症细胞浸润

H&E染色显示：对照组肌肉纤维排列松散、直径减小，出现纤维化(蓝箭头)和炎症细胞浸润(红箭头)；而NuStim组纤维排列紧密，仅见个别炎症细胞。电镜观察到NuStim显著改善肌原纤维断裂(黄箭头)和线粒体膜破裂(绿箭头)现象。

阴道前壁组织结构变化

对照组出现黏膜上皮角化层(黑箭头)和固有层弹性纤维松散(黄箭头)，NuStim组则保持正常上皮结构和致密弹性纤维排列。

盆底组织胶原纤维含量

Masson染色显示：NuStim组耻尾肌胶原含量较对照组提高27.6%(P<0.01)，阴道前壁提高18.3%。Western blot证实胶原I/III在NuStim组恢复至空白组水平(P<0.001)。

超微结构修复

电镜显示NuStim组显著改善内质网扩张(黑箭头)和线粒体嵴断裂，维持了细胞器完整性。

胶原代谢调控机制

关键发现包括：

• •

  MMPs调控：NuStim使MMP-1/2/9表达降低至空白组水平(P<0.001)

• •

  TIMPs上调：TIMP-1/2/3在刺激组显著高于对照组(P<0.001)

• •

  酶联平衡：MMP-9/TIMP-1比值恢复正常，抑制胶原过度降解

结论与意义

该研究首次阐明NuStim通过三重机制改善SUI：①修复肌纤维排列和线粒体功能；②调控MMPs/TIMPs平衡，抑制胶原降解；③促进细胞外基质(ECM)重塑。其创新性体现在：

1. 1.

   装置设计：3mm微型植入式设备克服传统电刺激深度不足缺陷

2. 2.

   机制突破：建立"电刺激-胶原代谢-组织修复"的完整理论链条

3. 3.

   临床价值：为保守治疗无效的SUI患者提供可替代手术的新方案

研究团队指出，未来将结合PRP注射、干细胞疗法等形成联合治疗方案。这项成果不仅为SUI治疗开辟新途径，其揭示的ECM重塑机制对盆底功能障碍性疾病研究具有普适性指导意义。

^*注：所有实验数据均来自原文，统计显著性以P<0.05为标准