局部注射药物后周围神经损伤及其后遗肢体功能障碍常引起医疗纠纷和民事纠纷。自Turner(1920年)
首次报告注射奎宁后坐骨神经麻痹以来,国内外陆续有大量临床病例报导和少量实验研究报告。此
类神经损伤的原因、机制和预后,至今无统一认识,给该损伤的临床预防、处理以及法医学鉴定带
来很大困难。本研究采用Wistar大鼠复制坐骨神经注射损伤的动物模型,通过HE、VG胶原纤维、神
经鞘(LG)染色、神经丝(NF)、层粘连蛋白(LN)免疫组织化学染色及电镜观察,了解坐骨神经不同部
位注射青霉素后不同时段神经损伤和再生情况,以探讨此类损伤的病因、病变发生机制和预后,为
临床采取有效的预防、治疗措施及此类案件的法医学鉴定提供科学依据。
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二、材料与方法
1.材料。实验动物:成年健康Wistar大鼠,160只,体重250~350g。主要药品和试剂:青霉素钠、
抗神经纤维丝(Anti-neurofilament抗NF)单克隆抗体、兔抗层粘连蛋白(Anti-laminin抗LN)多克隆抗体、
H-SABC试剂盒。
2.实验分组。实验动物随机分为3组:神经束膜内(Intrafasciculary,
IF)、神经外膜内(Extrafasciculary EF)、神经周围(Surrounding nerve, SN) 注射青霉素组,每组40只。每组设生理水注射对照
(SN1,SN2,SN3)共30只,每组各时段1只动物;正常对照动物10只,各时段处死1只,对照观察。
3.实验方法及观察指标。参照Genitili方法[1],手术切开皮肤,暴露坐骨神经,按上述分组在坐骨神
经不同部位注射青霉素(10万单位/0.2ml/次)或生理盐水。分别于术后1h、3h、6h、24h、72h、1W、
2W、4W、6W、8W,以注射点为中心切取坐骨神经1.0cm长,立即截取0.2cm长神经组织置2.5%戊
二醛固定预作电镜观察,其余组织置10%中性福尔马林固定预作石蜡包埋切片。
①石蜡包埋切片。通过如下方法染色[2]后光学显微镜观察。苏木素--伊红染色(HE染色)观察神经组织
整体结构变化,Van Gieson苦味酸复红染色(VG法)观察神经组织胶原。Luxol坚牢蓝--焦油紫色法(LC法)
观察神经髓鞘,神经丝(NF)免疫组织化学染色观察损伤神经轴索变化,层粘连蛋白(LN)免疫组织化学
染色观察损伤神经Schwann细胞基底膜LN成分变化。
②电镜。戊二醛固定组织按常规制备电镜标本,AMRY500型透视电镜观察损伤神经组织的超微结构
变化。
③神经损伤及再生程度分级。参照Gentili分级标准[1],根据光镜、电镜及NF免疫组化观察结果,将神
经损伤程度进行分级:
正常(-)神经结构正常,Schwann细胞结构正常,基底膜连续,髓鞘完整,轴索无变性。
轻度损伤(+)Schwann细胞肿胀,髓鞘点状脱失,神经内膜水肿,轴索无变性。
中度损伤(++)Schwann细胞肿胀,部分溶解,基底膜连续,髓鞘节段性脱失。
重度损伤(+++)Schwann细胞大部分溶解,基底膜连续性中断,残留Schwann细胞排列紊乱,髓鞘大部分
脱失,轴索变性。
极重度损伤(++++)Schwann细胞溶解,成纤维细胞、纤维细胞及胶原纤维增生,排列紊乱,髓鞘完全脱
失,轴索变性,崩解。
神经纤维再生程度分级如下:
- 未见神经纤维再生。
+ 可见再生神经纤维轴芽。
++ 再生神经纤维已有薄层髓鞘包裹。
+++ 再生神经纤维结构正常。
LN免疫组化结果分级如下:
- 阴性,Schwann细胞基底膜不显色。
++ 阳性,Schwann细胞基底膜呈棕色。
+++ 强阳性,Schwann细胞基底膜呈深棕色。
1. 动物的一般情况和解剖所见:
①未施手术及未注射药的正常动物,各时间段实验动物活动正常,解剖见坐骨神经表面光滑,白色
有光泽,质韧。
②青霉素注射组 IF组:在手术麻醉苏醒后,全部动物出现后肢运动明显障碍,后肢拖行,不能站立饮水等坐骨神经
麻痹征象;3h~6h解剖坐骨神经注射处有出血点,神经干变苍白,24h~72h动物运动障碍无改善;
1W时创口愈合,后肢运动障碍无改善,坐骨神经干周围有少量纤维结缔组织增生,神经苍白、变细;
2W后动物后肢出现肌肉萎缩,解剖见坐骨神经干周围有少量结缔组织包裹,表面光滑,苍白,变细,
质硬;6W及8W后全部动物仍呈明显肌肉萎缩,后肢运动障碍无改善。
EF组:手术麻醉苏醒后,动物后肢轻度运动障碍,但仍能站立;3h少数动物后肢(25%)运动障碍加重,
拖行,不能站立,解剖见坐骨神经表面光滑,苍白,质韧,注射处有出血点;6h半数动物后肢运动
障碍加重;2h半数动物运动障碍;1W时动物创口愈合,多数动物(62.5%)仍有后肢运动障碍,坐骨神经
周纤维结缔组织增生,神经苍白、变细,质稍软;2W全部动物均有后肢运动障碍,轻度肌肉萎缩,
解剖多数动物(87.5%)后肢坐骨神经周围有增生的纤维结缔组织;6W及8W动物活动同正常,解剖见坐
骨神经外观同正常相似。
SN组:在手术麻醉苏醒后的动物均出现后肢轻度运动障碍,1W后创口愈合,动物活动正常。各时间段
均未发现动物后肢肌肉萎缩,解剖见坐骨神经形态、质地与正常无明显差异。
③生理盐水注射组 NS1组(神经束膜内):动物在手术麻醉苏醒后出现后肢明显运动障碍,表现后肢拖行,不能站立;3h动物
后肢运动障碍减轻,动物能站立,但不能持久,解剖见坐骨神经注射部位出血点,神经表面苍白;6h
动物能自由活动,解剖见坐骨神经色泽、大小、质地与正常无明显差别;72h动物活动基本正常。各时
间段未发现动物后肢肌肉萎缩,解剖亦未发现坐骨神经及神经周围明显异常。
NS2(神经外膜内)及NS3组(神经周围)注射生理盐水动物在手术麻醉苏醒后均有轻度运动障碍,能够站立
饮水;24h后运动障碍明显减轻,72h动物活动基本正常。各时间段均未发现后肢肌肉萎缩和坐骨神经明
显异常。
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2.神经组织病变观察
①正常对照组。坐骨神经HE染色神经结构完整,神经外膜内无血管充血、出血、水肿,神经纤维排列
整齐,Schwann细胞沿基底膜连续排列,髓鞘完整,轴索连续。VG染色可见Schwann细胞基底膜上有红
色细丝状胶原纤维,IC染色显示髓鞘完整,NF免疫组化染色见轴索呈阳性反应,LN免疫组织化染色
Schwann细胞基底膜LN成分呈阳性反应;电镜观察Schwann细胞结构正常,基底膜连续,髓鞘电子密度
中等,均匀,内有高电子密度点状小体,轴索电子密度浅淡,均匀。
②注射青霉素组。IF组(神经束膜内注射青霉素动物):1h后坐骨神经外膜内、束膜内间质水肿,毛细管
扩张、充血;多数坐骨神经(62.5%)呈轻度损伤改变,表现为Schwann细胞肿胀,基底膜连续,髓鞘点状
脱失,神经内膜水肿,轴索连续;电镜下Schwann细胞核电子密度增窫F组(神经外膜内注射青霉素动物):
1h坐骨神经外膜内血管扩张、充血,出血。多数坐骨神经(75%)的神经束膜内结构正常,Schwann细胞沿
基底膜整齐、连续排列,髓鞘完整,轴索连续无变性;部分坐骨神经(25%)呈轻度损伤改变。6h坐骨神
经外膜内水肿,血管扩张、充血,出血。半数坐骨神经呈中度损伤;部分坐骨神经(37.5%)呈轻度损伤
改变;少数坐骨神经(12.5%)结构基本正常。24h坐骨神经外膜内水肿,血管充血,嗜中性白细胞、淋巴
细胞和单核细胞浸润。半数坐骨神经中度损伤改变。72h坐骨神经外膜内淋巴细胞、单核细胞和嗜中性
白细胞浸润。多数坐骨神经(62.5%)呈中度损伤;部分坐骨神经(37.5%)呈轻度神经损伤。1W坐骨神经
外膜内仍有神经髓鞘脱失,轴缩变性。电镜下神经髓鞘肿胀,未见髓鞘分层、神经内膜水肿及轴索皱
缩改变。NF免疫组化阳性反应,LN免疫组化染色阳性反应(++)。1W后光镜、电镜观察神经结构基本
正常。NS2和NS3组:早期(1h-1W)神经外膜逐渐出现嗜中性白细胞、淋巴细胞和单核细胞浸润,各时
间段未见神经结构异常。NF免疫组化示弱阳性反应(+),LN免疫组化染色呈阳性反应(++)。SN组(神经
周围注射青霉素):早期神经外膜轻度充血水肿外,未见明显神经损伤病变。
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3.统计处理结果 对IF组1h~1W各时间段神经损伤程度进行多组等级资料秩和检验,发现各时间段神经损伤程度有
显著性差异(P<0.01),EF组神经再生情况显著好于IF组。对IF组1h~1W各时间段LN免疫组结果进
行多组等级资料总体比较秩和检验,发现各时间段LN成分破坏有显著差异(P<0.01),随着时间延长
LN成分破坏严重程度增加;对IF组和EF组1h-1WLN免疫组化染色结果进行两组等级资料总体比较
的秩和检验,发现两者存在显著性差异(P<0.01),IF组显著重于EF组。
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四、讨论
本实验研究表明,在坐骨神经不同部位注射青霉素后,神经束膜内注射造成神经损伤最严重,注射后
1h即可观察到神经轻度损伤病变,随时间延长病变加重,24h后注射区域神经组织结构严重破坏,髓鞘
脱失,轴索变性、逐渐溶解消失,Schwann细胞及基底膜破坏,炎性细胞浸润,神经干内、神经外膜及
神经周围纤维结构组织增生,直到8W仍然难以见到神经再生现象,后遗动物后肢功能障碍。神经外膜
内注射青霉素后造成的神经损伤出现时间较晚(3h后),损伤程度较轻(轻-中度),Schwann细胞基底膜连
续,LN成份部分存留,后期神经逐渐再生,最后一般能完全再生。神经周围注射等容积生理盐水,见
明显的神经损伤变化。神经周围注射青霉素后未见明显神经损伤病变。对照的生理盐水神经束膜内及
神经外膜内注射后,早期有轻度改变,1W后完全恢复。但神经束膜和神经干外可以见到不同程度纤维
结缔组织增生和压迫,但未发现能造成神经外压迫损伤神经的明显包裹性挛缩疤痕。由此可以认为,
局部注射药后的周围神经损伤,与注射操作的确切部位和注射药物的种类密切相关。
本实验研究与Genitili和朱庆生等[2]的结果有不尽相同,他们观察到,IF注射药物造成神经纤维严重脱
髓鞘、轴索变性,可以在4周后得到再生。本实验中注射的青霉素浓度高于他们所用的浓度,间接说
明了注射药物浓度越高,神经损伤越重。
本研究采用坐骨神经不同部位注射青霉素后,观察到的神经损伤程度及预后不同,还与周围神经组
织学保护屏障结构有关。神经外膜是一层包绕神经干的致密胶原结缔组织层。神经束膜是扁平细胞
和胶原纤维交替的板层结构,以Ⅲ型胶原组织为主,束膜细胞间首尾相连,侧突与邻层相接触,细
胞连接处为紧密接触型,注射药物进入神经外膜,一般不会破坏此层细胞间坚韧的纤维,药物难以
透过而造成神经纤维损伤。神经内膜是紧贴神经纤维的薄层结缔组织膜,由纤维的胶原纤维排列成
束,与Schwann细胞在底膜共同构成神经的内层薄弱屏障构成,胶原成分主要是Ⅲ型胶原纤维,注射
药物进入神经束膜内,可以透过神经内膜直接损伤神经纤维。同时,药物注射进入神经束膜内,可
造成神经内环境(神经纤维之间、神经束膜之内的环境)稳定破坏,使内外基质失衡,加剧神经纤维的
损伤,并影响其再生。臀部肌肉注射后坐骨神经功能障碍的患者,以腓总神经受损最为常见[3,4],推
测与腓总神经在坐骨神经干的内膜中行走容易受到神经束膜内注射药物的损伤。
本实验还观察到,药物注射致周围神经损伤后神经再生程度与早期的Schwann细胞基底膜是否完整及
其LN成分是否破坏有密切关系。LN能够增加细胞粘附作用,保持轴索生长锥前进运动的稳定性,加
快轴索始动和生长,对维持神经再生的微环境稳定起着重要的作用。束膜内注射药物,早期Schwann
细胞基底模连续性中断,基底膜中重要成分LN被破坏,后期神经再生差;神经外膜内注射药物,早
期Schwann细胞基底膜完整,连续性存在,基底膜中LN仅部分受到破坏,后期神经再生良好,即使全
部Schwann细胞破碎后,残留Schwann细胞基底膜仍能很好地引导神经再生,此结果同其他周围神经损
伤中的LN成份变化一致[5]。所以局部注射药物后周围神经损伤早期,可将LN成分变化作为一项指标,
以判断其损伤程度及预后。提示早期治疗中,研究与使用能诱发LN成分生成的药物,促进神经再生。
本实验研究结果证实:局部注射药物后能引起周围神经损伤,特别是神经束膜内注射药物后果严重,
说明预防是关键。在注射药物的选择上,应尽量用刺激小、等渗、PH值接近中性的药物;在注射部位
方面应注意正确选择注射的安全区,注意进针的角度和深度,进针后不急于推药,观察询问患者有无
疼痛、麻木等刺入神经干内的症状,若有,应及时放弃该处注射操作。
此类损伤的预后,还取决于损伤发生后是否得到及时、正确治疗。虽然一些学者报道给予患者神经营
养药物,辅以长期持续低频电疗等理疗措施,部分患者可获满意疗效[6]。但动物实验和临床研究认为,
此类神经损伤发生迅速,应早期手术治疗[7,8]。临床经保守治疗痊愈患者,多为神经不完全性损伤,
推测注射药物仅进入神经外膜内或仅有少许神经束膜损伤,而对于注射药物已大量进入神经束膜造成
神经纤维严重损伤患者,预后甚差。早期手术行神经外膜切开减压,生理盐水灌洗,有助于减轻药物
对神经纤维的损伤,促进神经纤维再生;晚期已发生纤维化者,可行神经松解术和神经显微缝接术,
以促进神经功能恢复。
随着我国法制建设加强,此类损伤常引起医疗纠纷和民事纠纷。过去对该损伤鉴定,由于对其损伤原因、
机制、病理变化和临床表现及预后缺乏足够了解,常导致鉴定困难[9,10]。通过本研究可以明确该损伤与
注射操作确切部位和注射药物种类有关。
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