신경 측면에 절단 단단부를 문합한 신경의 재생에 관한 연구

Abstract

[한글]

절단된 신경을 문합하는 방법이라 하면 이제 까지 단단문합(end-to-end neurorrhaphy)을 생각해 왔고 대부분의 문헌에서도 신경문합 방법은 단단문합에 대해서만 기술하고 있다 하지만 혈관의 단측문합과 같이 정상 신경의 측면에 절단된 신경의 단단부를 문합한 후에도 양질의 신경재생이 가능하다면 신경 재생의 근원을 제공해 주는 공여 신경에 아무런 기능장해를 일으키지 않고도 절단된 신경이나 수혜신경의 재생을 기대할 수 있으므로 신경 손상 치료에 획기적인 발전의 계기를 마련할 수 있을 것이다. 역사적으로 볼 때 20세기 초신경의 단측문합 가능성에 대한 기술이 있었으나 실제 그 기능적 결과가 만족스럽지 못해 임상적으로 사용되어 오지 않고 있었다.

본 연구는 흰쥐에서 비골 신경과 이 신경이 분포하는 다리 근육을 기본구성 요소로 하는 신경 단측문합 실험모델을 새로 개발, 단측문합 후 신경 재생이 가능한가를 밝히고자 흰쥐 15마리에서 비골신경을 절단하여 그 단단부를 신경외막을 제거하여 창을 낸 경골신경 측면에 수술현미경 하에서 문합하고 3개월 경과 후 정상대조군, 신경절단군과 함께 근전도 검사를 실시하였다. 비골신경 조직표본은 toluidine blue 염색하에 조직계측학적 검사를 통해 비골신경 재생의 정도 차이를 비교 연구하였다. 또한 비골 신경이 분포하는 다리 근육의 최장 원주 길이를 측정하여 근육의 체적 변화를 관찰하였고 다리 근육에서 채취한 조직 표본을 Hematoxylin & Eosin으로 염색하고 생체계측학적 방법으로 근육 섬유의 크기와 숫자를 비교, 단측문합 후 신경의 재생이 가능한지 여부와 그 신경이 분포하는 다리 근육의 기능 회복 정도에 대해 비교 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 단측문합군에서는 전기생리학적 운동 기능의 회복이 있었으나 신경절단군에서는 전혀 없었다.

2. 단측문합군에서는 유수신경섬유의 재생이 관찰되었으나 신경절단군에서는 관찰할 수 없었다.

3. 다리근육의 최장 원주 길이는 신경절단군, 단측문합군 모두에서 정상에 비해 감소하였으나 신경절단군에서 훨씬 심해 신경절단군에서 근육의 체적 감소가 가장 심한 것을 알 수 있었다(p<0.005).

4. 근육 조직 표본에서 근육 섬유 평균 직경은 정상군에서 가장 컸으며 단측문합군, 신경절단군의 순으로 신경절단군에서 근육 섬유의 위축이 가장 심한 것을 알 수 있었다(p<0.005).

5. 신경절단군, 단측문합군에서 근육 섬유의 직경은 정상군에 비해 작아진 대신 단위면적내 근육 섬유의 총 개수는 증가하였다(P<0.005). 하지만 신경절단군과 단측문합군 간의 근육 섬유 숫자 차이는 통계적으로 유의하지 않았다.

이상의 연구로서 신경외막만을 제거한 신경의 단측 문합은 절단된 신경의 재생과 그 신경이 지배하는 근육의 기능적 회복을 기대할 수 있는 유용한 신경 문합 방법 중의 하나일 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

하지만 생리학적 기능 회복의 정도를 정확히 파악하기 위해서는 보다 더 개량된 실험모델과 장기간의 추적 관찰이 필요할 것으로 사료된다.

[영문]

The conventional standards in neurorrhaphy was limited to end-to-end neurorrhaphy, which has been the mainstream of classical teaching as has been described in the literature. If useful peripheral nerve regeneration could be accomplished with an end-to-side neurorrhaphy, it would open a new horizon of possibilities in terms of surgical intervention in peripheral nerve injuries. Functional restoration of a transected distal nerve stump could be sought without regards to limitations posed by functional morbidity of the donor nerve. Brief description on feasibility of an end-to-side neurorrhaphy has been made as early as the beginning of the 20**th century, but clinical application of the technique has not since been realized due to rather mediocre functional outcome.

This study was designed on a new experimental model consisting of the rat peroneal nerve and corresponding muscle unit. In 15 Sprague-Dawley rats, the distal stump of the transected peroneal nerve was anastomoses to the side of the tibial nerve through an epineural window. At 3 months, EMG was performed and the results analyzed in reference to control group and nerve transected group. Histological study included toluidine blue staining of the regenerated nerve segment and H & E sections of the reinnervated muscle. Nerve regeneration was estimated through a morphometric study using image analysis software - Image Pro after calibration of the software to a micrometer under x400 magnification. Changes of volume and morphology of the target organ of the peroneal nerve, namely the anterolateral crural muscle were documented by measuring perimeter of the crural muscle and morphometric study of each muscle fiber.

The results were as following :

1 .Nerve regeneration was evidenced in the end-to-side anastomosis group, but not in the transection group.

2. Regenerating myelinated nerve fibers were observed in the end-to-side anastomosis group, but no in the transection-only group.

3. The volumetric muscle atrophy was most severe in the transection-only group(p<0.005), though both end-to-side anastomosis group and transection-only group showed a measurable decrease in muscle mass compared to normal control group.

4. Average muscle fiber diameter was greatest in the control normal group, atrophy being evidenced by the decreasing fiber diameter in end-to-side group and transection-only group in that order.(p<0.005)

5. The decrease in fiber diameter in both the transection group and end-to-side anastomosis group, was further reflected in the increase in absolute number of muscle fibers per unit area(p<0.005), But this difference in number of muscle fiber between transection group and end-to-side anastomosis groupwas statistically not significant.

From this study, we were able to infer that useful nerve regeneration can be obtained by an end-to-side neurorrhaphy through an epineural window, as positively reflected in functional recovery of the target muscle. An improved experimental model and tools of neuro-physiolegical evaluation would be required in weighing the true magnitude of physiologic recovery, preferably over an extended period of time.