PDF《.基础论著》

2346.2013.04.034 基金项目:国家十一五科技支撑计划(2006BAl03A18);

北京市 科技新星计划(20081343);

国家自然科学基金(81070901, 81141叭3);

北京市优秀人才(2011I)003034000019) 作者单位:100050首都医科大学北京市神经外科研究所 (马羽);

首都医科大学附属北京天坛医院神经外科(刘焕光、 杨岸超、陈宁、张建国);

清华大学航天航空学院(李路明、郝红伟) 通信作者:张建国 ・415・ .基础论著 统,于1995年获得欧洲CE认证,1997年获得美国 FDA认证.经过20年的临床应用研究,DBS的安 全性和有效性已得到公认'

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4 J,可用于PD、肌张力 障碍、疼痛、强迫症、癫痫、肥胖等疾病的治疗∞.8J, 保守估计,我国适合DBS治疗的患者超过2 000万人.但是,目前我国实际DBS治疗例数仅3 000余例'

9 J,主要原因是目前所应用的DBS系统完全依赖 进口,价格昂贵,多数患者无力承受.本研究自 2008年1月至2009年12月对由清华大学航天航空 学院自主研制的国产DBS系统进行了近24个月的 恒河猴动物试验研究,以期为临床应用提供参考. 万方数据 材料与方法 空堡挫经处型苤查!!!!生!旦筮垫鲞筮垒塑g!也』盟!!塑!!垡:垒P堕!盟!:堡1.实验动物:选取健康雄性恒河猴6只,年龄8 ~12岁,体质量10~15 kg. 2.模型制作:采用颈内动脉分离法制备偏侧恒河 猴PD模型,术中沿颈动脉向上逐步分离暴露颈动脉分 叉部,暂时完全夹闭颈总动脉近心端及颈外动脉,穿刺 针穿刺颈内动脉,缓慢注入1一甲基一4一苯基一1,2, 3,6一四氢吡啶(~Ⅱy】[P)生理盐水溶液(0.2 mg/n11),每 次注射剂量约为10 mg(0.8―1.0 mg/kg).术后3周 对模型进行行为学评分及给予肌注阿朴吗啡进行旋转 测试,验证模型成功.如未成功则重复制模过程. 3.植入国产DBS刺激器:造模4周后,根据 Georye Raxinos恒河猴脑立体定位图谱 及猴头部 MRI成像结果,确定植入靶点苍白球内侧核(GPi) 的三维坐标,于术中采用单神经元细胞外记录方法 记录GPi神经元放电情况,最终确认电极植入位置 后,固定电极,连接延迟线和脉冲发生器(图1).术 后在不影响进食的情况下,尽量将猴模型未手术侧 肢体固定,防止抓挠伤口. 4.术后刺激器程控观察:术后10 d对PINS系 统进行程控测试,包括电极阻抗测试以及功能测试, 功能测试时均采用连续刺激模式,加压时采用步进 方式,步进幅度0.1 V,编程间隔2 s. 5.组织学检查:动物在制模植入成功完成所规 定的实验内容后处死,取猴脑行组织学检查.常规 灌流固定、断头取脑,制备石蜡切片,行HE染色. 结果1.偏侧猴PD模型的行为学观察:模型于术后 3周左右出现注药对侧肢体活动显著减少,肌张力 增高.4周时进行运动评分.同时肌注突触后膜多 巴胺D:R受体激动剂APO,剂量0.2 mg/kg,模型于

10 min左右开始出现向左侧的异常旋转运动,受刺 激时加重(表1).整个实验过程6只恒河猴中除 1只于造模后第2天因心脏猝死外,余5只术后分 别于3―18个月后处死.在对恒河猴PD模型的植 入术后的长期观察过程中,2只猴背部伤口由于患 侧肢体灵活性的改善,不断抓挠背部伤口致感染化 脓破溃,给予手术清创,并加大术中及术后3 d内肌 注抗生素剂量,并进行密切观察及时处理. 2.有效性评价:在刺激试验中,程控调节以脉 冲发生器外壳为正极,4个电极触点分别为负极时, 加大电刺激后均可观察到恒河猴出现肢体抖动、面 部抽搐等反应,证实脉冲刺激能够有效地施加到 GPi周边的内囊区域.选定治疗刺激模式和施加电 刺激后,可观察到恒河猴患侧肢体的僵硬程度有所 好转,柔软性增加,运动评分均有所改善(表1),提 示植入式神经刺激系统能够有效地对脑内核团实施 电刺激.长期刺激治疗后可观察到患侧肢体的抓握 能力有所改善.经过术后3―18个月的长期监测, 系统运转正常,刺激电极电阻恒定,恒河猴对刺激反 应情况稳定,提示该系统的稳定性较好. 3.安全日期疆介:每只模型在完成所规定实验内容后 处死并进行帚捆晔检测.结果显示,动物脑内无感染、无 颅内血肿等并发症发生,术后伤口恢复良好,再经过饲养 则毛发迅速生长,外观与正常匣河猴无异,说明该系统生 物安全|生良好.处死恒河猴后取出脉冲发生器时,可见 发生器周围已形成一层韧性囊袋,表面干燥,无附着物 (图2a).刺激电极植入脑内部分周围形成透明袖套状 膜(图2b),脑组织无感染排异样改变,病理切片示仅少 量炎性细胞浸润(图2c),说明该系统组织相容陛发好. 4.整体陛能评价:在恒河猴术中,用示波器记录植 入式神经刺激系统对脑组织的刺激脉冲波形,波形平稳, 参数准确稳定,满足临床应用的要求.术后随访的遥测 程控实验证实,体外程控仪工作正常,调节刺激参数准 确,未出现程控失败或刺激参数异常变化情况.如图3 所示,在恒河猴与编程器之间有部分金属物遮挡的情况 下,编程器底面和恒河猴皮肤之间的通信距离达到 8.5 cm,满足临床应用的要求.长期随访无刺激功能失 常、电极断裂、电极移位、部件腐蚀故障发生,证实植^式 神经刺激系统的装置安全|生和可靠l生良好. 表1 恒河猴PD模型植入国产DBS系统情况 动物编号 性别 年龄(岁)体质量(kg) 造模手术次数 APO旋转测试(圈/分) 运动评分 刺激 刺激后