文献查阅丨脊髓损伤新技术 - 脑医汇 - 神外资讯

作者回顾了脊髓损伤（SCI）治疗最近的实验研究，病例系列和临床试验。

一、干细胞治疗

1. 干细胞具有神经创造的特性，分泌细胞因子，生长因子和细胞外基质蛋白，减轻炎症反应，抵抗神经元细胞凋亡的损害，并通过诱导血管生成和轴突生长来促进损伤修复。

2. 干细胞治疗仍存在争议，缺乏高质量的随机研究。

3. 干细胞疗法的挑战包括宿主细胞的免疫攻击导致的生存率有限，不利的炎症环境以及细胞数量不足。

研究：

①临床前动物模型研究表明干细胞在损伤部位的成功传递和存活，恢复感觉信号传导，减少创伤后气蚀并改善神经系统恢复。

②2016年的一项III期试验对16名患者进行了单次注射间充质干细胞后，只有两名患者得到了神经系统的改善。

③干细胞治疗的62次临床试验的荟萃分析证明，至少在一半的参与者的ASIA的改善提高1分；副作用包括神经性疼痛，肌肉痉挛和呕吐。大多数临床试验是单项研究，样本量很小。

④研究正在探索光遗传学控制干细胞激活并改善与相邻的脊髓细胞之间的神经联系。

⑤研究显示3D打印的植入物和支架可作为递送向量，以促进干细胞生长和生存。

⑥干细胞加载的生物反应器可改善SCI的预后，生物反应器提供了保护空间，避免了面会议排斥，可类似地应用于SCI。

总结：

成功的再生疗法不仅取决于在损伤部位注射干细胞，而且还取决于提高干细胞生存率同时限制其副作用的新技术。干细胞治疗在SCI患者中的成功应用可能需要改善传递，干细胞存活和功能恢复的方法组合。

二、生物支架

SCI炎症反应激活星形胶质细胞和成纤维细胞以重塑细胞外基质并形成神经胶质疤痕，从而形成物理和化学屏障至轴突再生。在损伤部位形成空腔或囊泡。需寻求恢复跨伤害部位的功能组织和神经元连接，以改善功能。

①Schwann细胞可在损伤部位植入以促进轴突再生，而且可以诱导干细胞分化为神经元组织。

②星形胶质细胞前体的治疗能力和促进轴突再生的能力正在研究。

③软骨蛋白酶处理和其他酶也可以用来消化神经胶质疤痕。

④铁螯合物可以防止神经胶质疤痕形成。

上述生物材料的输送需要精心制作聚合物复合支架，支架的设计结构需考虑组成化合物对炎症、血管生成、细胞粘附和增殖以及神经元生长的影响。

研究：

①药物输送装置或装有干细胞治疗的支架的临床前模型已证明可减少空化，促进神经元修复并促进轴突生长。

②动物模型的研究证实，使用支架恢复SCI后的运动活性，研究利用载有神经营养因子 3 的壳聚糖治疗严重脊髓损伤后的猴子，发现显著的轴突再生，运动轴突穿过支架生长到脊髓的远端区域，猴子的运动和感觉功能相应改善。

③2016年研究报道生物测试的聚合物支架首次植入SCI患者，患者在3个月的随访中从ASIA A到ASIA C。16例患者的临床试验中有7个患者，ASIA分级的提高至少1分，在2年随访中，ASIA分级持续改善。

三、脑脊髓接口和外骨骼

1.脑脊髓接口 (BSI)旨在恢复大脑和脊髓之间的功能连接。Lorach研究显示BSI使一名 38 岁的 C5-C6 不完全损伤的男性恢复了行走。BSI 的持续进步有望提高其易用性并扩大其对 SCI 患者的适用性。

BSI由四个主要部分组成：(1)放置在感觉运动皮质上的皮质植入物，用于记录皮层脑电图信号，(2) 放置在腰骶椎背根入口区的脊髓电极，(3)可穿戴处理单元，用于根据皮层脑电图数据和直接刺激预测运动意图，(4)可植入脉冲发生器，用于刺激脊髓电极。

2.脑机接口同样映射脑电皮层信号，但直接刺激目标肢体（如手臂或腿部）的相应肌肉群。Bouton 研究构建一种设备，使用机器学习算法解码来自运动皮层的信号并直接刺激患者的前臂肌肉。为四肢瘫痪患者恢复了六种不同的手腕和手部动作。

3.外骨骼是一种可穿戴机器人，旨在增强患者运动功能，优点包括支撑体重、稳定人体、避免 BSI 所需的植入物；缺点是体积大、成本高。新版外骨骼结合了皮质控制，来自感觉运动皮质的电信号被处理并转化为外骨骼执行的动作。使用外骨骼进行康复可以促进 SCI 患者运动控制和躯体感觉的可塑性和神经恢复。

四、脊髓电刺激ESS

1.尽管EES 背后的确切生物学机制尚不清楚，但被认为刺激可以恢复残留的神经元回路和之前不活跃的神经连接，同时促进运动单位的可塑性，这种可塑性最终有助于恢复随意运动。

2.EES 植入物不会接收有关患者运动意图的皮质输入，需要对各种刺激幅度和频率进行一定程度的微调和连续测试，确定刺激肌肉启动所需运动的最佳组合。当患者尝试进行预期运动时，信号会在 EES 的编程阶段得到优化，电生理映射和肌电图可用于指导电极放置并确保充分覆盖所需的肌肉群。

3.最近发现，EES 激活的兴奋性中间神经元亚群对于恢复 SCI 后的行走能力至关重要，

4.尽早开始 EES 被认为可以优化治疗效果，此时脊髓被认为可以保留最大程度的可塑性。

5.广泛的康复对于改善 EES 治疗效果至关重要。

6.需进一步研究来确定理想的刺激器设置、植入部位和最有可能的受益人群。

五、超声波治疗

1.诊断：

①超声成像是一种无创、无辐射的实时损伤脊髓成像方法，可评估形态学和血流动力学随时间的变化。

②超声检查可观察到脊髓实质回声增强、囊泡形成、肿胀和蛛网膜下腔受压。

③术中超声可用于评估椎板切除术后脊髓减压程度，检查椎板切除部位边缘是否有骨质残留压迫，评估脑脊液 (CSF) 的节律性搏动。

④超声还可以识别脊髓实质内出血，即脊髓实质内的高回声区域。

⑤超声在监测脊髓灌注和确定缺血性变化程度方面具有额外的价值。造影增强超声使用静脉微泡来可视化血流，可以显示损伤部位低灌注，监测脊髓损伤发展。

2.治疗：

聚焦超声 (FUS) 技术通过将超声波集中到单点来产生能量，包括高强度 FUS (HIFUS) 模式和低强度 FUS (LIFUS) 模式。HIFUS 可通过消融丘脑、脊髓或周围神经中的靶点来帮助缓解 SCI 引起的神经性疼痛。动物模型中使用 LIFUS 破坏血脊髓屏障可能会改善治疗剂和药物向损伤部位的输送。

六、硬膜减压和脑脊液引流

1.硬膜切开可减压硬膜并恢复脑脊液的正常流动，与单纯减压椎板切除术相比，硬膜切开术可有效降低 ISP，且效果更佳。

2.硬膜成形术是缓解硬膜压迫的另一种方法，可与硬膜切开术结合使用。

3.脑脊液引流 (CSFD)可降低 ISP 并改善灌注。研究发现，CSFD 改善了 SCPP。

4.CSFD 还可以定量评估脑脊液中的生物标志物，追踪损伤的进展，但需要从脑脊液中取样并进行实验室分析，因此可能不会显示急性变化。同时，腰椎导管可以配置光纤传感器，用于实时检测生物标志物，但这些导管尚未用于 SCI 的研究，已报道其可用于创伤性脑损伤。

七、药物治疗

1.甲强龙可通过抗炎作用改善预后。然而，研究未能证明类固醇能显著改善神经系统。但仍主张在特定情况下使用皮质类固醇。例如，AOSpine 的 2017 年实践指南建议对 SCI 8 小时内患者进行 24 小时输注类固醇激素，但不建议对 8 小时后的患者进行输液。

2.几种新型治剂被研究用于脊髓损伤治疗。多酚已被研究用于靶向细胞凋亡途径并减少损伤第二阶段的炎症特征。姜黄素具有抗炎作用，可降低氧化应激，并可抑制细胞凋亡途径。

参考文献

Hersh AM, Weber-Levine C, Jiang K, Theodore N. Spinal Cord Injury: Emerging Technologies. Neurosurg Clin N Am. 2024;35(2):243-251.

PMID：38423740

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组稿：康坤龙

审校：江伟

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