Neurorrhaphy techniques: comparative stereological and experimental axonal study / Técnicas de neurorrafia: estudio experimental estereológico axonal comparativo

There is a great variety of injuries that affect peripheral nerves derived from acquired or congenital degenerative diseases affecting the central nervous system that cause loss of sensorimotor functions. The objective of this work was to perform an end-to-side or side-to-side experimental axonal stereological study in order to compare volume density of axons, endouneuro and myelin sheath (and muscle mass) in peroneal and tibial nerves, with anastomosis contact from 0.25 cm to 0.50 cm. After approval of the Ethics Committe, 20 male Wistar rats were divided into four groups of five rats each (G1= end-to-side neurorrhaphy; G2= side-to-side neurorrhaphy of 0.25 cm; G3= side-to-side neurorrhaphy of 0 cm and G4= Control of normality). After 180 days, fragments of peroneal and tibial nerves were collected for histological and stereological study. In comparative stereological experimental study between neurorraphies, the volume density of axons, myelin sheath of tibial and fibular nerves, as well as the post-surgical muscle mass, remains the same in end-to-side and side-to-side neurorraphies, regardless of contact area of anastomosis. It can be inferred, as surgical repair options, both end-to-side neurorrhaphy to recover and prevents atrophy of the endplate as side-to-side neurorraphy that is independent of the distance between the nerve stumps.

Gran variedad de lesiones atingen a los nervios periféricos, derivadas de enfermedades adquiridas o degenerativas congénitas que afectan la parte central del sistema nervioso y que ocasionan pérdida de funciones sensoriomotoras. El objetivo de ese trabajo fue realizar un estudio experimental estereológico axonal post neurorrafias termino-lateral o latero-lateral para comparar densidad de volumen de axones, endoneuro y vaina de mielina (así como masa muscular) en nervios fibular y tibial, con unión de contacto entre 0,25 cm y 0,50 cm. Tras la aprobación del comité de ética, fueran utilizados 20 ratones machos de la raza Wistar divididos en cuatro grupos de 5 ratones cada uno (G1= Neurorrafia término lateral; G2= Neurorrafia latero lateral de 0,25 cm; G3= Neurorrafia latero lateral de 0,50 cm y G4= Control). Posteriormente, fragmentos de los nervios tibiales y fibulares fueron procesados para estudios histológicos y estereológicos. En el estudio experimental estereológico comparativo entre neurorrafias termino-lateral y latero-lateral, la densidad de volumen de axones, endoneuro y vaina de mielina de nervios tibial y fibular y también la masa muscular post quirúrgica se mantuvo equitativa, independientemente del área de unión de contacto. Podemos inferir como opciones de reparación quirúrgica, que el tratamiento de la neurorrafia termino-lateral y latero-lateral previnen la atrofia de placa motora, independiente de la distancia entre los muñones nerviosos.

Estudio prospectivo de microcirugía experimental en neurorrafias con tensión / Prospective study of experimental microsurgery in stressor neurorefias

Objetivo: analizar en forma prospectiva la viabilidad de una neurorrafia mediante técnicas microquirúrgicas, en un modelo experimental con diferentes grados crecientes de pérdida de tejido nervioso periférico. Introducción: Para reparar un nervio periférico que tiene pérdida de tejido, clásicamente este defecto se suple por un injerto autólogo. Sin embargo, se produce comorbilidad en el sitio dador y sus resultados siempre son inferiores a la sutura directa sin tensión. Existe una opción para evitar el uso de injertos cuando el defecto es escaso, colocando puntos epineurales distales (PED) a la neurorrafia, eliminando así la tensión en dicha unión. Materiales y métodos: Se utilizaron 40 ratas Wistar, dividiéndose aleatoriamente en 4 grupos. Bajo anestesia general se abordó al nervio ciático y se efectuó sección trasversal y sutura simple con nylon 10.0 al grupo A (control). Se realizó exéresis de 2 mm de nervio al grupo B, de 4 mm al grupo C y de 6 mm al grupo D; para luego realizar PED. Se realizaron determinaciones de índice de función ciático (análisis de las huellas), velocidad de conducción (electrofisiología) e índice de regeneración (histopatología) para evaluar la viabilidad de la neurorrafia. Se confrontaron los diferentes grupos planteados con ANOVA, considerando significativo un valor de p < 0.05. Conclusiones:La neurorrafia simple no evidencia diferencias estadísticamente significativas con la reparación de 2mm de pérdida de tejido mediante PED en la rata Wistar.

Objective: To analyze, in a prospective way, the viability of a neurorraphy by a microsurgical technique, in an experimental model with different increasing grades of peripheral nerve tissue loss.Introduction: In order to repair a peripheral nerve that has experienced some grade of substance loss, autologous grafts have been used by most neurosurgeons. However, comorbidities in the donor site are produced, and the results obtained are always inferior compared to the ones achieved by using a direct suture without tension. There is an option to avoid using grafts when the defect is scarce, which is the confection of distal epineural sutures (DES) to the neurorraphy, discarding any tension in this junction site.Materials and methods: We have used 40 Wistar rats, randomly separated into 4 groups. In ‘Group A’, under complete anesthesia, the sciatic nerve was dissected and transversely sectioned and then sutured with a 10.0 nylon suture. Furthermore we made a 2 mm extirpation in ‘Group B’, a 4 mm one in ‘Group C’ and a 6 mm one in ‘Group C’, in order to perform a DES technique. Our group also ran a sciatic nerve function test (footprint analysis), conduction speed (by electrophysiology), and even determined the nerve regeneration index (histopathology) to estimate the viability of the neurorraphy. The different groups were confronted with ANOVA, considering a value of p<0.05 as statistically significative.Conclusions: Simple neurorraphy exposed no statistically significative differences in comparison to the reparation of a 2 mm tissue loss with DES technique, in the Wistar rat model.

End-to-side loop neurorrhaphy: axonal comparative stereological study / Neurorrafia de blucle termino-lateral: estudio axonal estereológico comparativo

Accidents or diseases can affect the peripheral part of the nervous system, which raises clinical and surgical therapies, among others. In this context, the technique of end-to-side neurorrhaphy is a treatment option, yet its modification loop needs some additional efficacy studies. The purpose of this study was to compare, among rats, stereological results (axons volume density) after end-to-side neurorrhaphy and after end-to-side loop neurorrhaphy. Thirty Wistar rats were used, divided into six groups (five animals per group), consisting of two control groups (for the fibular and tibial nerves), two study groups for the fibular nerve (one with an end-to-side neurorrhaphy, and the other with an end-to-side loop neurorrhaphy) and two study groups for the tibial nerve (with an end-to-side neurorrhaphy and the other one with an end-to-side loop neurorrhaphy). After 180 days, all groups were sacrificed for axonal stereological analysis (volume density) in distal nerve stumps. There was significant maintenance of neuronal-axonal density in the distal stumps to neurorrhaphy (p<0.005) compared with the normal stumps. The end-to-side loop neurorrhaphy is a therapeutic option as suture technique after complete nerve section, in order to restore most of the axonal functional integrity.

Accidentes o enfermedades pueden afectar a la parte periférica del sistema nervioso, lo que plantea terapias clínicas y quirúrgicas, entre otras. En este contexto, la técnica de neurorrafia término-lateral es una opción terapéutica, sin embargo, su modificación en bucle necesita algunos estudios adicionales de eficacia. El objetivo de este estudio fue comparar, en ratas, resultados estereológicos (densidad de volumen axonal) después de la neurorrafia término-lateral y de la neurorrafia en bucle término-lateral. Fueron utilizadas 30 ratas Wistar, divididas en seis grupos (cinco animales por grupo), siendo dos grupos control (para los nervios fibular y tibial), dos grupos estudio del nervio fibular (uno con neurorrafia término-lateral y otro con neurorrafia en bucle termino-lateral) y dos grupos estudio del nervio tibial (uno con neurorrafia término-lateral y otro con neurorrafia en bucle término-lateral). Después de 180 días, todos los grupos fueron eutanasiados y se realizó el análisis estereológico axonal (densidad de volumen) en muñones nerviosos distales. Hubo un mantenimiento significativo de la densidad neuronal-axonal en los muñones distales a la neurorrafia (p<0,005) en comparación con los muñones normales. La neurorrafia en bucle término-lateral es una opción terapéutica como técnica de sutura después de la sección completa del nervio, con el fin de restaurar la mayoría de la integridad funcional axonal.

The embracing end-to-side neurorrhaphy in rats / A neurorrafia término-lateral abraçante em ratos

PURPOSE: Compare two new methods with the traditional end-to-side neurorrhaphy. METHODS: Rats were divided into four groups. In A-L group the peroneal nerve was sectioned and the distal stump was connected to the lateral of the tibial nerve (donor) with two 10-0 nylon points. In A-R group two perineurium flaps embraced the donor nerve. In the B-R group a suture embraced the donor nerve. Group B-L was the control. After six months tibial cranial muscle mass and morphometry of the distal stump of the peroneal nerve were evaluated. RESULTS: Muscle mass in groups A-R, A-L and B-R were lower than B-L group (p<0.0001) an equal between themselves (p>0.05). Groups A-R, B-R and A-L had a lower number of nerve fibers when compared with B-L (p=0.0155, p=0.016, p=0.0021). CONCLUSION: The three types of neurorrhaphy showed no differences related to muscle mass and number of nerve fibers suggesting that the embracing with a single suture has great potential due its simplicity and usefulness in deep areas.

OBJETIVO: Comparar dois novos métodos com o método tradicional da neurorrafia término-lateral. MÉTODOS: Os ratos foram separados em quatro grupos. No grupo A-E o nervo peroneal foi seccionado e o coto distal foi suturado à lateral do nervo tibial com dois pontos de nylon 10-0. No grupo A-D duas abas de epi-perineuro abraçaram o nervo doador. No grupo B-D foi realizada sutura com um único ponto abraçando o nervo doador. O grupo B-E foi o controle. Após seis meses foram observados massa do músculo tibial cranial e morfometria do coto distal do nervo peroneal. RESULTADOS: Foi encontrada menor massa muscular nos grupos A-D, A-E e B-D quando comparados com o grupo B-E (p<0.0001) e mesma massa quando comparados entre si (p>0,05). Os grupos A-D, A-E e B-D apresentaram menor número de fibras nervosas quando comparados ao grupo B-E (p=0,0155; p=0,016; p=0,0021) e mesmo número quando comparados entre si. CONCLUSÃO: Os três tipos de neurorrafia não apresentaram diferenças relacionadas à massa muscular e número de fibras nervosas sugerindo que a sutura abraçante com apenas um ponto apresente grande potencial em áreas cirúrgicas mais profundas.

Effects of eliminating tension by means of epineural stitches: a comparative electrophysiological and histomorphometrical study using different suture techniques in an animal model / Avaliação dos efeitos da eliminação da tensão através de ancoramento epineural: estudo experimental comparando resultados eletrofisiológicos e histomorfométricos após diferentes técnicas de reparo no nervo

Epineural stitches are a means to avoid tension in a nerve suture. We evaluate this technique, relative to interposed grafts and simple neurorraphy, in a rat model. METHOD: Twenty rats were allocated to four groups. For Group 1, sectioning of the sciatic nerve was performed, a segment 4 mm long discarded, and epineural suture with distal anchoring stitches were placed resulting in slight tension neurorraphy. For Group 2, a simple neurorraphy was performed. For Group 3, a 4 mm long graft was employed and Group 4 served as control. Ninety days after, reoperation, latency of motor action potentials recording and axonal counts were performed. Inter-group comparison was done by means of ANOVA and the non-parametric Kruskal-Wallis test. RESULTS: The mean motor latency for the simple suture (2.27±0.77 ms) was lower than for the other two surgical groups, but lower than among controls (1.69±0.56 ms). Similar values were founding in both group 1 (2.66±0.71 ms) and group 3 (2.64±0.6 ms). When fibers diameters were compared a significant difference was identified between groups 2 and 3 (p=0.048). CONCLUSION: Good results can be obtained when suturing a nerve employ with epineural anchoring stitches. However, more studies are needed before extrapolating results to human nerve sutures.

A aproximação através de pontos epineurais é uma forma de se reduzir a tensão numa neurorrafia. Neste estudo esta técnica é avaliada através da sua comparação com a interposição de enxertos e neurorrafia simples num modelo experimental utilizando o rato. MÉTODO: Vinte ratos foram utilizados e divididos em 4 grupos. No Grupo 1, após a ressecção de 4 mm, os cotos do nervo foram aproximados através de pontos de ancoramento epineurais e suturados com tensão. No Grupo 2, uma neurorrafia simples foi realizada após secção do nervo. No Grupo 3, um enxerto de 4 mm foi utilizado para o reparo e o Grupo 4 foi utilizado como controle. Noventa dias após, os nervos foram novamente expostos e a medida da latência do potencial de ação motor e a contagem axonal foram realizados. A comparação entre os grupos foi realizada através da comparação entre as médias (ANOVA) e com o teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis. RESULTADOS: A média da latência motora na sutura simples (2,27±0,77 ms) foi menor em relação aos outros dois grupos onde o nervo foi seccionado e reparado e maior que o grupo controle (1,69±0,56 ms). Resultados semelhantes foram identificados nos grupos 1 (2,66±0,71 ms) e 3 (2,64±0,6 ms). Uma diferença significativa diâmetros das fibras foi identificada quando comparados os grupos 2 e 3 (p=0,048). CONCLUSÃO: Resultados equiparáveis aos obtidos com enxerto podem ser obtidos quando a neurorrafia é realizada com pontos epineurais de ancoramento com tensão, mas estudos adicionais são necessários antes desses resultados serem extrapolados para o reparo de nervo em seres humanos.

Enxerto venoso preenchido com gordura no reparo de nervo periférico: uma nova proposta / Vein graft fulfilled with fat in peripheral nerve repair: a new proposal

Com o avanço da tecnologia e a conseqüente produção de equipamentos mais sofisticados, a microcirurgia vem ganhando cada vez mais espaço no campo da investigação experimental referente a recuperação de nervos periféricos. É sabido que no caso de uma simples secção do nervo, sem perda tecidual, a neurorrafia término-terminal é a técnica mais aconselhável. Porém, em uma situação onde ocorre perda de tecido nervoso ou, quando não se têm mais o coto distal do nervo, outras técnicas devem ser empregadas, mesmo porque, não se pode de forma alguma tracionar o nervo numa tentativa de coaptá-lo novamente. Assim várias técnicas de tubulização utilizando-se de materiais biológicos (vasos, nervos, músculos, pericárdio, veia e músculo combinado, moléculas de adesão, etc) ou não biológicos (tubos de polietileno, silicone, etc) estão sendo testados com resultados ainda insatisfatórios, principalmente sob o ponto de vista funcional. É sabido que em um trauma sem perda tecidual, numa neuropraxia, por exemplo, o nervo recupera espontaneamente de forma satisfatória. É sabido também que em um feixe vásculo-nervoso, o nervo periférico encontra-se em íntimo contato com a adventícia de artérias e veias. A adventícia dos vasos é constituída por tecido conjuntivo frouxo, rico em adipócitos. Assim, em um trauma, os neuritos oriundos do coto proximal do nervo lesado, ficam diretamente em contato com esses adipócitos. Seguindo este raciocínio, e com base em trabalhos anteriores onde foi usada veia preenchida com músculo esquelético a fresco como enxerto, decidimos testar a possibilidade de crescimento axonal por meio de enxerto venoso preenchido por tecido adiposo autólogo. Para tanto foi utilizada a veia jugular externa do rato preenchido com tecido adiposo in natura retirado das adjacências da referida veia, na tentativa de se recuperar o nervo ciático e um de seus ramos, o nervo fibular comum. A certificação do sucesso da recuperação do nervo foi feita por meio da análise...

With technology advance and the resultant production of more sophisticated equipment, microsurgery has been obtaining more attention in the experimental investigation field referred to peripheral nerves repair. It is know that in case of simple nerve section, without tissue loss, the end-to-side-neurorraphy is the most recommended technique. However, in each situation where nerve tissue loss occurs or, when there is no nerve distal stump anymore, other techniques should be used, precisely because the nerve cannot be put on traction to try nerve coaptation. Thus, many tubulization techniques which use biological materials (veins, nerves, muscles, pericardium, veins and muscles combined, adherence molecule) or non-biological materials (polyethylene tubes, silicon, among others) are being tested and the results has been unsatisfactory yet, especially concerning functional point of view. It is known that in trauma without tissue loss, like neuropraxy, for example, the nerve recovers spontaneously in a satisfactory way. It is also known that in a vascular-nervous bundle, the peripheral nerve is very closed to arteries and veins adventitious layer. The vein adventitious is built by weak conjunctive tissue, which is rich in fat cells. Thus, in a trauma, the neurites, derived from proximal stump of injured nerve, have direct contact with the fat cells. Following this argumentation and based on previous works that used vein fulfilled with fresh skeleton muscle as graft, we have decided to test the possibility of axon growth through vein graft fulfilled with autologous fat tissue. To achieve this, it was used rats external jugular vein fulfilled with in natura fat tissue removed from the adjacencies of the referred vein, in a trial to recover the sciatic nerve and one of its branches, the common peroneal nerve. The certification of successful nerve recovering was done through the analysis of nerves (Sciatic and Common Peroneal Nerve) and muscles...

Efectos de la eliminación de la tensión mediante puntos epineurales: estudio comparativo empleando diferentes técnicas de sutura en un modelo animal / Effects of tension elimination by using epineural anchoring stitches: a comparative study employing different techniques of suture in an experimental model

Objetivo. Documentar la utilidad de una técnica de sutura epineural bajo tensión, en comparación con la sutura mediante injerto interpuesto y la neurorrafia termino-terminal, en un estudio realizado en un modelo experimental animal (rata Wistar). Material y Método. Un lote de 20 animales, considerados como 40 unidades fisiológicas independientes a nivel del miembro inferior, fueron separados en 4 grupos de 10: en el primero se realizó una sutura bajo tensión con puntos epineurales a nivel del nervio ciático luego de resecar 4 mm de nervio. En el segundo se realizó una sutura término-terminal sin tensión, en el tercero se colocó un puente de injerto autólogo de 4 mm de extensión y el cuarto fue utilizado como control. A los 90 días de efectuados los procedimientos, se reexpusieron las zonas operadas y se documentaron las respuestas fisiológicas a los diferentes tipos de sutura mediante potenciales de acción de músculo (PAM) y nervio (PAN). Resultados. El promedio de la velocidad de conducción para la sutura simple fue el mejor de los tres grupos operados (14,60 mm/ ms), aunque peor que el control (19,31 mm/ms). La sutura a tensión mediante puntos epineurales (12,02 mm/ms) demostró resultados neurofisiológicos superiores que cuando se utilizó injerto autólogo (11,09 mm/ms). Conclusión. El presente estudio demuestra que si se logra coaptar un nervio ciático de rata mediante sutura epineural con puntos distales a la línea de neurorrafia, sus resultados son mejores que al emplear injerto. Sin embargo, estos resultados, obtenidos en un modelo de animal pequeño, deben ser cuidadosamente extrapolados a la práctica quirúrgica habitual.

Objective. To measure the utility of this technique, in comparison with interposed grafts and termino-terminal neuroraphy, all applied in an experimental model (Wistar rat).Materials and method. 20 rats were used in both sides (40 legs, each one considered as independent physiological units, were grouped in four groups: in the first one, a section of thesciatic nerve was performed, a segment 4mm long was discarded and an epineural suture with distal anchoring stitches was done under slight tension. In the second group a tensionlesstermino-terminal neuroraphy was performed after sciatic nerve section. In the third group a 4 mm long graft was employed and the fourth was used as control. 90 days after this procedure, the animals were reoperated and muscle and nerve action potentialswere recorded in both sides. Results. The mean conduction velocity for the simple suture was higher than the other two groups, but lower than the control(19,31 mm/ms). Neuroraphy with epineural stitches (12,02 mm/ms) was better than when an autologous nerve graft was employed (11,09 mm/ms).Conclusion. This study demonstrates that a good result can be obtained if a nerve is sutured under slight tension, employing epineural anchoring stitches. Nevertheless, more studies shouldbe performed before applying these results to human nerve suture.

Uso da cola de fibrina na anastomose nervosa: estudo comparativo experimental em ratos / Fibrin glue use in nervous anastomosis: an experimental comparative study in rat

Há muitos anos a técnica, dita convencional, para aproximação dos cotos afastados do nervo lesado, é realizada com pontos de fios microcirúrgicos. Recentemente, a cola de fibrina tem sido utilizada para essa finalidade. O objetivo deste estudo é verificar a reinervação obtida através da sua aplicação experimental. Utilizou-se uma amostra de 35 ratos divididos em 3 grupos (grupo A: cola de fibrina; grupo B: cola e sutura; Grupo C: sutura). Após 90 dias, o nervo isquiático foi retirado e avaliado através da mensuração da espessura média da bainha de mielina das fibras regeneradas e da medição do número de axônios regenerados em um milímetro quadrado, visando a identificar o potencial de reinervação. Espessura média da bainha de mielina, em micras, foi: grupo A: 0,4417; grupo B: 0,5452; grupo C: 0,8510. O número médio de axônios reinervados por milímetro quadrado foi: grupo A: 12,95; grupo B: 25,07; grupo C: 21,17. Após a avaliação dos resultados verificou-se que o grupo que utilizou cola de fibrina apresentou menor reinervação quando comparado aos outros (AU)

For many years the so-called conventional technique to approach the separated stumps of an injured nerve has been performed using microsurgical thread stitches. Recently, fibrin glue began to be used for this purpose. The objective of this study is to look at the reinnervation achieved by using it experimentally. A sample of 35 rats was used, divided into 3 groups (Group A: Fibrin Glue; Group B: Glue and Suture; Group C: Suture). After 90 days the sciatic nerve was removed and evaluated by measuring the mean thickness of the myelin sheath of regenerated fibers and the number of axons regenerated in a square millimeter, aiming at identifying the potential for reinnervation. The mean thickness of the myelin sheath in micra was: Group A 0.4417; Group B 0.5452; Group C 0.8510. The mean number of axons reinnervated per square millimeter was: Group A 12.95; Group B 25.07; Group C 21.17. After the results were evaluated, it was found that the group using fibrin glue presented the least reinnervation as compared to the others (AU)