CC BY
198
Украгнсъкий нейрохгрурггчний журнал, №4, 2000
УДК 612.831 — 005.98 — 073.731
Магнитная стимуляция и регенерация периферических нервов:
основные понятия
Кардаш А.М., Дроботько В.Ф.
Донецкий государственный медицинский университет им. М.Горького, Донецкий физико-технический институт им. А.А.Галкина Национальной АН Украины, г.Донецк, Украина
Ключевые слова: магнитная стимуляция, регенерация, периферические нервы, магнитная фибриновая пленка, магнитотерапия.
Интерес к использованию магнитных полей для обследования пациентов и лечения болезней проявлялся давно, во всяком случае, более ста лет тому назад. Тогда попытках использовались только относительно постоянные поля, которые, однако, не приводили к деполяризации подлежащей воздействию ткани. Физиологический эффект этих магнитных полей даже в настоящее время еще до конца не выяснен. В ранних публикациях Magnussan и Stevens [17] сообщалось о результатах воздействия изменяющегося во времени магнитного поля на нервную структуру. Энтузиасты-исследователи изготовили большую катушку, через которую пропускали переменный ток промышленной частоты, помещали в ней свои головы и сообщали о появлении зеленого цвета аналогично тому, как возникают световые круги в момент надавливания на глазное яблоко. Они интерпретировали это как визуальный кортекс. Вероятнее всего, этот эффект имеет отношение к снятию напряжения сетчатки глаза, а не связан с существованием визуального кортекса. Хотя такие эксперименты представляли определенный интерес, они не давали оснований для реального научного или клинического применения изучаемого принципа.
В середине 60—х годов ХХ века Bickford с коллегами [4] провели ряд экспериментов, в которых использовали малую катушку для деполяризации периферических нервов верхней конечности. Поскольку эта катушка являлась частью возбуждающей ячейки, которая была ограничена в размерах и массе, она не удовлетворяла необходимым требованиям стимулирования площадей мозга или проксимальной нервной системы. Тем не менее она была способна максимально деполяризовать срединный нерв запястья. Однако и в этом случае магнитная стимуляция (МС), в отличие от такого типа электрической стимуляции (ЭС), не получила клинического применения.
Интенсивное использование магнитотерапии
началось с 1980 г., когда Barker с сотрудниками изобрели ячейку, в которой МС осуществлялась с помощью катушки, размещенной непосредственно на руке больного [1 — 3]. Через круглую катушку диаметром 9 см, которая могла удерживаться практически на любом участке тела, пропускался большой ток разряда конденсаторов и он создавал вначале сильное, затем быстро убывающее во времени магнитное поле. Хотя впервые эта ячейка использовалась для стимуляции периферической нервной системы и мышц, исследователи вскоре стали применять ее для эффективной и относительно безболезненной стимуляции областей мозга. На основе этой ячейки были разработаны коммерческие приборы, на использование которых для МС периферической нервной системы было получено разрешение от Американской пищевой и лекарственной администрации.
Принцип МС с помощью этой ячейки состоит в следующем. Внутри главной ячейки стимулятора формируется короткий магнитный импульс, используемый для стимуляции нервной системы. Большая банка тяжелых, мощных конденсаторов (которая, кстати, вносит наибольшую массу в ячейку) электрически заряжается. При замыкании эти конденсаторы быстро разряжаются через кабель катушки, находящейся, например, на руке, и производят короткий импульс очень сильного тока (обычно в несколько тысяч ампер). Ток, текущий через ручную катушку, производит большое магнитное поле в диапазоне 1—3 Тл (1 Тл по мощности приблизительно в 10000—20000 раз превышает магнитное поле Земли, в зависимости от местоположения). Продолжительность текущего магнитного потока и, следовательно, действия магнитного поля, очень короткая, обычно составляет только около 50 мс, хотя некоторые стимуляторы производят затухающую по амплитуде синусоидальную волну, с последующими убывающими пиками [23].
В результате действия такого импульса магнитного поля в близлежащих тканях или других объектах, проводящих ток, возникает вторичное электрическое поле; объекты действуют как вторичные катушки. Напряженность электрического поля, созданного такой стимуляцией, частично, связана с первой производной магнитного потока (В) по времени ^В/Л); чем быстрее изменяется магнитное поле, тем сильнее интенсивность наведенного вторичного электрического поля и, следовательно, сильнее стимуляция нерва. Очевидно, что значительно сложнее и дороже создать быстро изменяющееся сильное магнитное поле, стимулирующее нервную систему, чем использовать обычные методы электростимуляции. В чем же тогда преимущество МС? Основное преимущество использования МС состоит в глубине ее проникновения и способности проходить через внутренние ткани независимо от их электрического сопротивления. Были выполнены эксперименты для сравнения обычной ЭС с МС срединного нерва. У большинства пациентов МС позволяла получить сопоставимые результаты, такие, как латентность, амплитуды и конфигурация потенциалов действия. Отмечалось преимущество метода МС, состоящее в том, что он является безболезненным и дает возможность достигать лубоко лежащих нервов [25]. Измерения проводимости двигательного нерва межреберных нервов у 50 здоровых добровольцев в возрасте от 20 до 80 лет в процессе ЭС и МС показали, что МС более эффективно возбуждает составные моторные потенциалы действия. Их амплитуды составляют при ЭС 2,5 мВ против 1,9 мВ в норме (р< 0,01) и при МС — 3,6 мВ против 1,6 мВ в норме (р< 0,001) [7].
Основным недостатком метода МС является то, что нет полной уверенности относительно места (участка нерва) действия стимуляции. Фактическая эффективность этого метода существенно зависит как от модельного представления стимуляции нервных волокон изменяющимися во времени магнитными полями, так и от доступной технологии получения сфокусированных сильных магнитных полей. В настоящее время разработаны трехмерные осесиммет-ричные модели МС аксона, расположенного в анизотропной связке нерва. Было определено распределение трансмембранного потенциала вдоль аксона под действием электрических полей, индуцированных внешней возбуждающей магнитной катушкой. Показано, что присутствие других волокон нерва в связке приводит к уменьшению трансмембранного потенциала. Аксоны, расположенные на периферии связки нерва, имеют более низкие пороги и различные участки возбуждения по сравнению с аксонами, рас-
положенными около центра связки нерва [22]. Нервная связка без оболочки имеет меньшее влияние на трансмембранный потенциал. Однако присутствие периневрия вокруг нервной связки и анизотропия в связке существенно воздействуют на форму трансмембранного отклика. Поэтому в течение магнитной стимуляции анизотропия нервной связки и присутствие пери-неврия должны быть учтены при вычислении интенсивности стимула для порогового возбуждения [21].
Техническое усовершенствование метода МС направлено как на разработку мощной воздушной катушки для стимуляции глубоко лежащих участков нерва, так и на оптимальную ее фокусировку для разрешения селективного возбуждения близко лежащих площадей. С этой целью были разработаны ячейки, в которых использовались катушки, имеющие форму в виде цифры 8, позволяющие стимулировать участки нерва в пределах 3,0 ± 0,5 см от центра катушки [19, 24]. Улучшение пространственного разрешения участков стимуляции достигается использованием ячеек, состоящих из двух или нескольких симметричных и экцентричных катушек [29, 35].
Обычно считается, что магнитная стимуляция нервной системы может осуществляться только в окружении быстро изменяющегося магнитного поля и нервная ткань, подвергнутая воздействию магнитного поля постоянной напряженности, например, при использовании магнитно-резонансной томографии (МРТ), не испытывает стимулирующего воздействия. Однако это не так. В последнее время появились работы, посвященные влиянию градиентных магнитных полей на нервную и мышечную системы пациентов в процессе диагностического МРТ-обследования и выявлению связанного с этим потенциального риска. Во время проведения МРТ выяснились необходимые условия [28] для возбуждения нерва около места сращения спинного имплантата. Электрическое поле и магнитные пороги для возбуждения миелини-зованных волокон нерва вблизи имплантата были рассчитаны на основе трехмерной дифференциальной модели биологической среды. Минимальные пороги (реобазы) были определены для импульсов dB/dt большой длительности (2 мс) и различных конфигураций между имплантатом и миелинизованным волокном нерва. Самые низкие пороги возникали, когда большое (20 мкм в диаметре) волокно располагалось вблизи голого наконечника провода от имплантата. В магнитном поле, при производной по времени 10 Тл/с, которое распределено одинаково по всему туловищу обследуемого, возбуждение нерва, даже в самых неблагопри-
Кардаш А.М., Дроботъко В.Ф.
ятных случаях, возможно только при условии, что его волокна находятся в пределах 0,14 мм от голого наконечника провода имплантата. При производной 20 Тл пределы возбуждения расширяются до 1 мм от наконечника провода.
Присутствие z-компоненты градиентных магнитных полей при МРТ может приводить к возбуждению аксонов периферических нервов. Компьютерная стимуляция этой модели выполнялась для синусоидальных и трапециевидных полей [6]. Было показано, что самый низкий порог возбуждения обусловлен самыми большими в диаметре аксонами, заканчивающимися в области максимального магнитного поля, и для получения оптимального подпорогового значения лучше использовать в МРТ волны трапециевидной формы, чем синусоидальной. Сопоставление результатов различных исследований показывает, что целесообразнее выражать порог возбуждения в терминах амплитуды градиента, чем в терминах скорости изменения градиента магнитного поля [10]. Необходимо продолжать исследования для поиска более надежных пороговых величин стимуляции периферического нерва в течение МРТ и, что более важно, для выяснения, как можно использовать полученные результаты, чтобы избежать, например, возбуждения миокарда при диагностическом обследовании пациентов [27].
Рассмотрим воздействие на периферическую нервную систему слабых импульсных и переменных магнитных полей, напряженность которых существенно меньше приведенных выше магнитных полей и составляет несколько сотен или десятков миллитесла (мТл). В настоящее время накоплен значительный экспериментальный и клинический материал, который позволяет говорить о противовоспалительном, обезболивающем и нейротрофическом (стимулирующем, спазмолитическом, противоотечном и т. д.) действии импульсных магнитных полей (ИМП). Хорошо известно, что ИМП ускоряют процесс регенерации периферических нервов. Гистологические исследования и измерения нервной проводимости при заживлении рассеченных периферических нервов в присутствии импульсных и переменных магнитных полей у животных показали, что наблюдается более быстрое восстановление аксона до нормального калибра в участке нерва, расположенном дис-тальнее от рассечения [20]; происходит стимуляция регенерации волокна нерва через область шрама [34]; ускоряются процессы дегенерации, регенерации и созревания миелинизованных аксонов; отмечается развитие эпи-, пери- и ин-траневрального фиброза и эффективное восстановление поврежденных конечностей [26].
Подтверждению того факта, что электро-
магнитное поле способствует регенерации пораженного периферического нерва, посвящено достаточно много работ, в том числе и наши работы [38 — 40]; последнее время этому вопросу также уделяется пристальное внимание. Было изучено влияние электромагнитного поля на регенерацию пораженного лицевого нерва у крыс. Лицевой нерв рассекался в барабанной секции слухового канала, обрезанные концы нерва были повторно сближены без швов и подвергнуты длительной импульсной электромагнитной стимуляции (0,4 мТл с частотой 120 Гц). Статистический анализ измерений отрицательного отклонения фазы деполяризации в волокнах нерва, продолжительности и абсолютной амплитуды составных потенциалов действия показал существенное отличие этих параметров в экспериментальной группе по сравнению с контрольной [5]. Исследовалось влияние ИМП на уровни действия фактора роста нерва и белка в поврежденном нерве и дорсальном корне ганглий в течение первых стадий регенерации (6 — 72 ч) у крыс, после поражения сечением срединной части седалищного нерва. Статистически доказано (р< 0,001), что ИМП усиливает действие фактора роста нерва в ранней стадии его регенерации [18]. Изучалось влияние рентгеновских импульсов (доза — 0,003 сОу, длительность — 10 нс) и ИМП (индукция — 0,003 мТл) на регенерацию седалищного нерва у мышей после его передавливания. Гистологическая экспертиза показала, что миелин вырождался в группе животных, облученных только ИМП, гораздо быстрее по сравнению с контрольной группой и группой с комбинированным облучением — ИМП и рентгеновским импульсами [9].
В ряде исследований используется многомерный подход к лечению пораженных периферических нервов. Наряду с импульсной электромагнитной полевой терапией при функциональном восстановлении пораженного органа используется хирургическая остановка валле-ровской дегенерации (ВД) нерва. Экспериментальные исследования, проведенные на крысах, демонстрировали улучшение способности передвижения животных, подвергавшихся хирургическому восстановлению и продолжительной импульсной электромагнитной терапии. Такой объединенный режим лечения, состоящий из неотложной задержки ВД и импульсной электромагнитной полевой терапии, является перспективным для лечения повреждений сечения нерва [36].
Напомним, что в течение ВД создается микросреда, которая способствует успешному возобновлению роста волокон нерва от проксимального сегмента нерва. Шванновские клетки
реагируют на потерю аксонов вытеснением их миелиновых оболочек, ослабляют процессы де-дифференциации и пролиферации. Окончательно они выравниваются в трубки и выжимают поверхностные молекулы, что является основанием для регенерации волокон. Гематогенные макробактериофаги быстро заполняют дисталь-ную культю и удаляют огромное большинство продуктов распада миелина. Молекулярные изменения в дистальной культе включают усиление нейротропных процессов, адгезию невраль-ных клеточных молекул, клеточное деление, другие растворимые факторы и их соответствующие рецепторы. Регенерация нерва происходит со скоростью 3—4 мм/сут после передав-ливания и 2—3 мм/сут после пересечения нерва. В нейроне вырабатываются вещества, необходимые для поддержки общей интеграции нервной ткани и миелиновой оболочки, которые распространяются по всей длине аксона. При повреждении аксона нарушается распространение активного вещества — нейротропного агента и это является сигналом к началу процесса ВД. Из этой концепции напрашивается практический вывод: для ускорения процесса регенерации необходимо транспортировать ней-ротропный агент к месту повреждения аксона. Регенерация нерва может быть обеспечена фармакологически [31].
За прошедшие 50 лет, наука существенно продвинулась в использовании бионических устройств и твердых трансплантатов органа, как заменитель для слабеющих тканей и органов. Эти подходы к восстановлению ткани, однако, имеют множество препятствий. Поэтому был развит новый подход регенеративной биологии и инженерии, состоящий из стратегий трансплантации клетки, строительства биоискусственной ткани и стимуляции регенерации в естественных условиях. Клеточные трансплантаты успешно использовались у людей для восстановления суставного хряща и лечения болезни Паркинсона. Коллагеновые искусственные матрицы применялись для стимуляции регенерации кожи, а трансплантаты периферического нерва, вложенные в сгусток фибрина, содержащий фибробластный фактор роста, стимулировали некоторую регенерацию аксонов спинного мозга у взрослых крыс. Исследования в регенеративной биологии сосредоточились на нескольких проблемах: 1) на обеспечении адекватных источников клеток для трансплантации и биоискусственного строительства ткани и определении способов защиты этих клеток от ожидаемого поражения иммунной системой; 2) создании новых материалов для строительства лучших бионических устройств и биоискусственных конструкций и стимуляции регенера-
ции в естественных условиях; 3) на анализе молекулярных различий между клетками и окружающими средами регенерирующих и нере-генерирующих тканей; 4) на изучении факторов и механизмов вовлеченных в быстрое увеличение и копирование регенерирующих тканей [30].
Одним из новейших методов ускорения регенерации периферических нервов является нейротрансплантация эмбриональной ткани в зону шва при хирургическом восстановлении пораженного нерва. Электрофизиологические измерения амплитуды потенциала действия и М-отклика мышцы, морфологические исследования количества миелинизованных аксонов на фоне периневрального набухания и явлений гипо- и гиперхроматоза аксональных отростков, а также электронномикроскопические исследования убедительно показали, что трансплантация эмбриональной нервной ткани улучшает процессы репаративного гистогенеза периферических нервов [33, 42].
В последние годы для улучшения регенерации нервных волокон используют трубки из био-рассасывающихся материалов. Изучалась регенерация срединного нерва у взрослых приматов как после сшивания его отрезков микрохирургическим швом, так и при тубулизации био-рассасывающимся полигликольным кислотным устройством. Эти два методы были сравнены в результате проведения электрофизиологических и гистологических исследований через 6 мес и 12 мес после реконструктивного вмешательства. Анализ всех электрофизиологических параметров показал отсутствие статистически достоверного различия (р<0,05) между этими двумя методами восстановления. Гистопатология включала экспертизу поперечных срезов, проксимальных и дистальных частей к участкам шва и продольного рассечения через участок сближения. Чтобы определить степень ре-иннервации, были рассечены концы органов (чувствительное тельце Мейсснера). Гистологический анализ этих срезов не показал никакого существенного различия между методами. Эти оценки доказывают, что тубулизационная восстановительная техника не уступает по эффективности технике шва. [32]. Также успешно используются биоразлагающиеся неорганические трубки из стеклообразного полимера для подгонки размеров любого нерва по диаметру. Скорость разложения таких полимеров можно регулировать, чтобы охватить время, необходимое для регенерации нерва. Такие трубки использовались для восстановления лицевого нерва овцы. Было обнаружено, что хотя и имело место понижение пиковой скорости проводимости в восстановленных нервах, все же мини-
Кардаш А.М., Дроботъко В.Ф.
мальная скорость проводимости не выходила за пределы нормы. Этот результат согласуется с тем, что степень регенерации нервов, по крайней мере, столь же высока, как и нервов подобного размера, восстановленных обычными способами [11].
Используя гистоморфометрию и электрофизиологические измерения А-волокна, В-волок-на и С-волокна пиков вызванных потенциалов действия, изучали регенерацию периферического нерва с помощью трубок, соединяющих десятимиллиметровый промежуток в седалищном нерве крысы. Трубки изготовленные из коллагена с большими порами (максимальный диаметр поры — 22 нм), из коллагена с маленькими порами (максимальный диаметр поры, — 4 нм) и силикона были имплантированы заполненными как солевым раствором, так и матрицей высокопористого коллагено-гликозаминог-ликана (КГ). Матрица КГ была синтезирована, деградирована с периодом полураспада приблизительно 6 нед, имела очень высокую удельную поверхность (0,95) и относительно маленький средний диаметр поры (35 мк). Нервы, восстановленные через трубки, изготовленные из коллагена с большими порами и заполненные матрицей КГ, имели значительно большее количество аксонов с большими диаметрами и существенно более высокими скоростями проводимости [8]. Для ускорения регенерации нервов трубки из синтетических полимеров заполняли популяцией шванновских клеток. Такое сочетание свойств управляемых биоразла-гающихся синтетических полимеров с биологическими свойствами шванновских клеток позволяет создать превосходный протез для восстановления разветвленных периферических нервов, типа лицевого нерва [12].
При решении проблемы разработки новой биоискусственной ткани и стимуляции регенерации в естественных условиях, перспективным представляется сочетание магнитной стимуляции с использованием биорассасывающихся трубок. Нами была предпринята разработка технологии приготовления фибриновой пленки с односторонним ферро- и ферримагнитным покрытием и ориентированным намагничиванием [16]. В процессе микрохирургического восстановления пораженного нерва из этой пленки создавалась трубка, обволакивающая место шва. Поскольку трубка является магнитом, то в области шва она создает локальное постоянное стимулирующее магнитное поле. Под действием этого поля (10 мТл) скорость регенерации отростков нервной ткани увеличивается в среднем в 2,5 раза. Магнитная фибриновая трубка защищает место сшивания нерва от сдавливания рубцовой тканью и, что очень ценно, через
определенное время рассасывается и ее компоненты выводятся из организма больного. Технология изготовления магнитной пленки позволяет регулировать время ее рассасывания — от 7 до 25 сут. Предварительные исследования показали, что при изготовлении магнитной пленки за ее основу следует выбирать фибрин, полученный из крови пациента, а в качестве магнитного покрытия — субдисперсный порошок (диаметр — около 1 мкм) магнетита [13—15].
Выше мы рассмотрели убедительные доказательства ускорения регенерации периферических нервов импульсными и электромагнитными полями. Однако механизмы такого влияния электромагнитных полей на нервную систему в целом и на аксоны, в частности, до сих пор невыяснены. Это в первую очередь связано с тем, что нет однозначного ответа на вопрос о первичных акцепторах (мишенях), которые проявляют высокую чувствительность к электромагнитным полям. Есть мнение, что такими акцепторами являются ионы Са+2 и воздействие поля на клетку происходит через Са+2—зависящие биохимические реакции [41]. Мы предлагаем один из возможных механизмов стимуляции регенерации периферических нервов постоянным магнитным полем в естественных условиях. С целью разработки такого метода мы решили задачу о возможных механических колебаниях мембраны аксона, содержащего вязкую цитоплазму, под воздействием возбуждающей силы Лоренца, возникающей в присутствии магнитного поля при прохождении по аксону нервного импульса — потенциала действия. Была показана возможность распространения по аксону (как по его мембране, так и в цитоплазме) крутильных колебаний, которые эффективно раздвигают шванновские клетки и тем самым увеличивают скорость регенерации пораженных нервов. Получены в расчетные формулы скорости и амплитуды этих волн [37].
В настоящее время подходы к лечению пациентов с поражением периферических нервов непрерывно изменяются. Существенные продвижения в технологии получения сфокусированных сильных магнитных полей, в клеточной и молекулярной нейробиологии и электронной микроскопии несомненно, оптимизируют реконструктивные стратегии в восстановлении пораженных нервов. Большая информированность в вопросах использования коротких импульсов переменного магнитного поля с лечебной целью и понимание ультраструктуры нервов, так же, как и основных механизмов заживления, в том числе и механизмов лечебного воздействия магнитных полей, и факторов, вредных для регенерации нервов, поможет успешно лечить больных с поражением периферической нервной системы.
Список литературы
1.Дроботъко В.Ф., Кардаш А.М. К механизму ускорения регенерации аксонов в присутствии магнитного поля // Мат. Науч.-практ. конференции "80 лет Национальной АН Украины" (17 — 19 ноября 1998 г.). — Донецк: Физ. и тех. высоких давлений, 1999. — Т.9. — Вып. 3. — .С.
2. Кардаш А.М. Использование морфологических методов в объективизации процессов регенерации периферических нервов при воздействии магнитных полей (МП) // Морфология — 1993. — Т.105. — № 9—10. — С.89—94.
3. Кардаш А.М. Электрофизические показатели восстановления физиологической целостности эфферентной части рефлекторной дуги после регенерации нерва в условиях воздействия пульсирующего магнитного поля // Вестн. проблем биол. и мед. — 1997, — Вып. 19. — С.82—87.
4. Кардаш А.М., Энглези А.П. Способ стимуляции регенерации периферических нервов // 1988. — АС № 1525977.
5. Леднев В.В. Биоэффекты слабых комбинированных, постоянных и переменных магнитных полей // Биофизика. — 1996. — Т.41, вып.1. — С.224—232.
6. Цымбалюк В.И., Сулий Н.Н., Лузан Б.Н., Сапон Н.А. Нейротрансплантация как метод стимуляции регенерации пораженных периферических нервов // Бюллетень Украинской Ассоциации Нейрохирургов. — 1998. — №6. — С.20.
7. Barker A.T., Freeston I.L., Jalinous R, et al. Clinical evaluation of conduction time measurements in central motor pathways using magnetic stimulation of the human brain // Lancet. — 1986. — V.1. — P.1325—1326.
8. Barker A.T., Freeston I.L, Jalinous R, et al. Magnetic stimulation of the human brain and peri pheral nervous system: an introduction and the results of an initial clinical evaluation // Neurosurgery. — 1987. — V.20. — P.100—109.
9. Barker A..T, Jalinous R, Freeston I..L. Non-invasive magnetic stimulation of the
human motor cortex // Lancet. — 1985.
— V.1. — P.1106—1107.
10 . Bickford R.G., Guidi M, Fortesque P., et al. Magnetic stimulation of human peripheral nerve and brain: response enhancement by combined magneto-electrical technique // Neurosurgery. — 1987. — V.20. — P.110—116.
11. Byers J.M., Clark K.F., Thompson G.C. Effect of pulsed electromagnetic stimulation on facial nerve regeneration // Arch Ktolaryngol Head Neck Surg.
— 1998. — V.124(4). — P.383—389.
12. Carbunaru R, Durand D.M. Axonal stimulation under MRI magnetic field z gradients: a modeling study // Magn Reson Med. — 1997. — V.38(5). — P.750— 758.
13. Carls G, Ziemann U, Kunkel M, Reimers C.D. Electrical and magnetic stimulation of the intercostal nerves: a comparative study // Electromyogr Clin Neurophysiol. — 1997. — V.37(8). — P.509—512.
14. Chamberlain L.J. Yannas I.V., Hsu H.P., Strichartz G, Spector M. Collagen-GAG substrate enhances the quality of nerve regeneration through collagen tubes up to level of autograft // Exp Neurol. — 1998. — V.154(2). — P.315—329.
15. Dudkin A.k., Zamuraev I.N. The effect of weak electromagnetic fields and ionizing radiation on the regeneration of the murine sciatic nerve // Radiats Biol Radioecol. — 1998. N3, V.8(3). — P.462— 467.
16. Faber S.C. Stimulation of peripheral nerves by time-varying magnetic field gradients in magnetic resonance tomography // Radiologe. — 1998. — V.38(9). — P.743—749.
17. Gilchrist T., Glasby M.A., Healy D.M., Kelly G. , Lenihan D.V. , McDowall K.L., Miller I.A., Myles L.M. In vitro nerve repair — in vivo. The reconstruction of peri pheral nerves by entubulation with biodegradeable glass tubes: a preliminary report // Br J Plast Surg. — 1998. — V.51(3). — P.231—237.
18. Hadlock T, Elisseeff J., Langer R, Vacanti J., Cheney M. A tissue-engineered conduit for
Kapdam A.M., ÄpoöombKO B.&.
peripheral nerve repair // Arch Ktolaryngol Head Neck Surg. — 1998. — V.124(10). — P.1081—1086.
19. Kardach A.M., Krobotko V.F., Kardach K.A. Application of magnetic field in surgical rehabilitation of peripheral nerve lesions // Programme and abctracts. Miting 95 Neurotrauma Thessaloniki, Greece (November 16—19).
— 1995. — P.103—104.
20. Kardash A.M., Krobotko V.F. "New method of treatment of peripheral nerve lesions" // Journal of neurotrauma. — 1995. — V.12. — N 3. — P.489.
21. Kardash A.M., Krobotko V.F. The local magnetic field application for treatment of peripheral nerve lesions // 10 European Congress of Neurosurgery (May 7—12, Posters1995). Abstracts. Berlin. — 1995. — N 23. — P.231.
22. Kardash A.M., Miroshnichenko K.V., Krobotko V.F. The method and material of treatment of peripheral nerve lesions // Patents of Russia. — 1994. — N2012381, N1525977.
23. Lawrence R. Robinson, M.K. Magnetic stimulation of the central and peripheral nervous systems // In book: Daniel Kumitru, Electrodiagnostic Medicine. Hadley and Belfus, Inc. Philadelphia. — 1995. — 1233 p.
24. Longo F, Yang T, Hamilton S, Hyde J.F., Walker J., Jennes L, Stach R, Sisken B.F. Electromagnetic fields influence NGF activity and levels following sciatic nerve transection // J Neurosci Res. — 1999. — V.55(2). — P.230—237.
25. Maccabee P.J., Eberle L., Amassian V.E, Cracco R.Q., Rudell A, Jayachandra M. Spatial distribution of the electric field induced in volume by round and figure "8" magnetic coils: relevance to activation of sensory // Electroencephalogr Clin Neurophysiol. — 1990. — V.76(2). — P.131—141.
26. Meissl G. Nerve regeneration by means of the effect of an intermittent electromagnetic field. Experimental study on a rabbit // Handchirurgie. — 1979.
— V.11(1). — P.31—35.
27. Nagarajan S.S., Durand D.M. Analysis of magnetic stimulation of a concentric axon in a nerve bundle // IEEE Trans Biomed Eng. — 1995. — V.42(9). — P.926—933.
28. Nagarajan S.S., Durand D.M., Roth BJ, Wijesinghe R.S. Magnetic stimulation of axons in a nerve bundle: effects of current redistribution in the bundle // Ann Biomed Eng. — 1995. — V.23(2). — P.116—126.
29. Nilsson J., Panizza M, Roth BJ., Basser PJ, Cohen L.G., Caruso G., Hallett M. Determining the site of stimulation during magnetic stimulation of a peripheral nerve // Electroencephalogr-Clin-Neurophysiol.
— 1992. — V.85(4). — P.253—264.
30. Nilsson J., Panizza M, Roth BJ, et al. Determining the site of stimulation during magnetic stimulation of peripheral nerve // Electroencephalogr Clin Neurophysiol. — 1986. — V.63. — P.582—589.
31. Puvanendran K., Pavanni R. Clinical study of magnetic stimulation of peri pheral nerves // Ann-Acad-Med-Singapore. — 1992. — V.21(3). — P.349—353.
32. Raji A.R.; Bowden R.E. Effects of high-peak pulsed electromagnetic field on the degeneration and regeneration of the common peroneal nerve in rats // J Bone Joint Surg [Br]. — 1983. — V.65(4). — P.478—492.
33. Reilly J.P. Maximum pulsed electromagnetic field limits based on peripheral nerve stimulation: application to IEEE/ANSI C95.1 electromagnetic field standards // IEEE Trans Biomed Eng.
— 1998. — V.45(1). — P.137—141.
34. Reilly J.P., Diamant A.M. Theoretical evaluation of peripheral nerve stimulation during MRI with an implanted spinal fusion stimulator // Magn Reson Imaging. — 1997. — V.15(10). — P.1145— 1156.
35. Schmid M., Weyh T., Meyer B.U. Development, optimization and evaluation of new instruments for magnetomotor stimulation of nerve fibers // Biomed Tech (Berl). — 1993.
— V.38(12). — P.317—324.
36. Stocum D.L. Regenerative biology and engineering: strategies for tissue restoration // Wound Repair Regen. — 1998. — V.6(4). — P.276—290.
37. Stoll G, Muller H.W. Nerve injury, axonal degeneration and neural regeneration: basic insights // Brain Pathol. — 1999. — 9(2). — P.313—325.
38. Tountas C.P., Bergman R.A., Lewis T.W., Stone H.E., Pyrek J.D., Mendenhall H.V. A comparison of peripheral nerve repair using an absorbable tubulization device and convention al suture in primates // J Appl Biomater. — 1993. — V.4(3). — P.261—268.
39. Tsymbaliuk V.I., Tretiak I.B. Regeneration control in the surgical treatment of patients with peripheral nerve lesions // Klin Khir. — 1998. — V.(3). — P.31—32.
40. Wilson D.H. , Jagadeesh P. Experimental regeneration in peri pheral nerves and the spin al cord in laboratory animals exposed to a pulsed electromagnetic field // Paraplegia. — 1976. — V.14(1). — P.12—20.
41. Zhang T. , Edrich J. Peripheral nerve stimulation in vitro using excentrical coils with improved spatial resolution // Biomed Tech (Berl). — 1997. — V.42. — P.476—477.
42. Zienowicz R.J., Thomas B.A., Kurtz W.H., orgel M.G. A multivariate approach to the treatment of peri pheral nerve transection injury: the role of electromagnetic field therapy // Plast Reconstr Surg. — 1991. — V.87(1). — P.122—129.
Магнггна стимулящя та регенеращя периферичних нерв1в: основш поняття
Кардаш А.М. , Дроботъко В.Ф.
Розглянуто нов1 можливост регенеративно! нейро-х1рургп, бюлогп та шженерп, яга складаються iç стра-тегш трансплантаци клiтини, будiвництва бюштучно! тканини та стимуляцп регенерацп в природних умовах. Сучаст рiзноманiтнi методи для полшшення регенерацп ушкоджених периферичних нервов грунтуються на вико-ристаннi електричних полiв, лiкуваннi фармаколопчни-ми, нейротрофiчними та фiзiотерапевтичними засобами та на маншуляцп шваннiвськими клiтинами. Та найбшьш ефективною е магнiтна стимуляцiя, яка суттево приско-рюе регенерацiю периферичних нервiв. Магнiтна стиму-ляцiя, нещодавно розвинена методика, мае прекраснi пер-спективи застосування в клiнiчнiй нейрофiзiологiï. Вико-ристання коротких iмпульсiв змшного магнiтного поля дозволяе неiнвазивно збуджувати рухову дiлянку кори головного мозку та глибоко розмщених периферичних нервiв. Для прискорення й полiпшення регенерацп не-рвових волокон запропоновано новий хiрургiчний метод лiкування уражених периферичних нервiв за допомогою спецiальноï магттно! фiбриновоï плiвки.
Magnetic stimulation and regeneration of peripheral nerves: basic insights
Kardash A.M., Drobotko V.F.
New approach of regenerative neurosurgery, biology and engineering, has been surveyed, consisting of the strategies of cell transplantation, bioartificial tissue constructs, and stimulation of regeneration in vivo. A variety of approaches to enhance peri pheral nerve regeneration are currently being pursued. They include the use of electric fields, treatment with pharmacological, neurotrophic and physiotherapeutic factors and Schwann cell manipulation. The magnetic stimulation is most advanced method, which allows increasing the speed of regeneration of peripheral nerve injuries. Magnetic stimulation of the peripheral nerves is a recently developed technique and has exciting prospects in clinical neurophysiology. Using short pulses of a time-varying magnetic field it allows a noninvasive stimulation of the motor cortex and deeply placed peri pheral nerves. New surgical method of treatment of peripheral nerves injuries with the help of special magnetic fibrinous film have been successfully used to acceleration and rising of quality nerve fibers regeneration.
