用于放大完整外周神经信号的肌袖状再生性外周神经接口

生理神经信号的强度在微伏级别，远低于目前可用电极可靠记录的水平。肌细胞-再生周围神经接口（MC-RPNI）可与完整的外周神经连接，将微弱信号放大一百倍以上，从而实现对运动意图的可靠且准确的检测。该技术的主要优势在于其生物学特性。

它能够长期与完整的外周神经进行接口连接，而不会对神经本身或远端所支配的肌肉靶点造成不利影响。尽管有动力的外骨骼装置能够恢复肢体无力患者的运动功能，但由于无法可靠且准确地检测运动意图，这些设备很少被充分发挥其潜力。由于肌肉袖状RPNI具有生物神经信号放大能力，因此可解决上述不足。

使用15号手术刀，在选定的供体后肢前侧从踝关节上方至膝关节下方做一纵向切口。用锐性虹膜剪分离皮下组织，暴露踝关节近端的肌肉组织和远端肌腱。从周围肌肉组织中分离出趾长伸肌（EDL）及其远端肌腱。

通过将镊子或虹膜剪的两个尖端插入踝关节近端处趾长伸肌远端肌腱下方，确保准确分离目标肌腱。打开镊子或剪刀，对肌腱施加向上的压力。使用锋利的虹膜剪在踝关节水平对趾长伸肌进行远端肌腱切断，并从周围组织中游离该肌肉，向近端方向解剖至其肌腱起始部。

当观察到近端肌腱后，使用锐利的虹膜剪刀进行近端肌腱切断，以游离移植物，修剪肌肉移植物两端的肌腱部分，并用锐利的虹膜剪刀将其剪至所需长度。沿修剪好的肌肉移植物一侧全长做一纵行切口，以便将神经置入肌肉移植物内，并使神经与肌内膜接触。将制备好的肌肉移植物置于生理盐水浸湿的纱布中，防止组织干燥。

标记手术切口，切口线从坐骨切迹下方约5毫米处延伸至膝关节下部。使用15号刀片沿标记的切口线切开皮肤及皮下组织。仔细切开下方的股二头肌筋膜，注意不要完全切透肌肉全层，因为坐骨神经正位于其下方。

然后使用钝头小剪刀或止血钳小心地分离股二头肌。辨认出坐骨神经的共同会阴支（common perineal，CP神经），并用显微镊子和显微剪刀小心地将其从周围神经中分离出来。仔细去除神经中段2厘米范围内的周围结缔组织，注意避免压伤神经。

用显微镊夹住游离的CP神经最中央部位近端的神经外膜，立即用显微解剖剪剪开神经外膜。然后沿神经向远端延伸，制作一个与肌肉移植物长度相匹配的神经外膜窗，去除约25%的神经外膜。注意将此段外膜完整地一次性移除。

将肌肉移植物从浸有生理盐水的纱布上取下，放置于CP神经中部已制作出神经外膜开窗的部位下方。将神经旋转180度，使神经外膜开窗部分接触完整的肌肉，且不位于最终缝合线的下方。使用8-0尼龙缝线，在肌肉移植物两侧的沟槽内，于近端和远端通过间断单纯缝合法将CP神经的神经外膜与肌内膜固定，以确保神经外膜与肌内膜紧密贴合。

将肌肉移植物的边缘环绕已固定好的神经进行环周包绕，并使用间断的8-0尼龙缝线缝合固定。止血完成后，以5-0铬制肠线连续缝合方式闭合股二头肌筋膜覆盖于结构之上。再以4-0铬制肠线连续缝合方式闭合表层皮肤。

MC-RPNI 横切面的 H&E 染色显示了肌肉和神经。与未植入 MC-RPNI 的对照组大鼠相比，植入 MC-RPNI 的大鼠同侧远端再神经支配的趾长伸肌（EDL 肌）横切面显示出存活的神经和肌肉组织，且无明显纤维化或瘢痕形成。MC-RPNI 标本纵切面的免疫组织化学染色显示细胞核经 DAPI 染色呈蓝色，神经组织染色呈绿色。

另一成功构建的 MC-RPNI 的特写图像显示，多个由神经支配的神经肌肉接头经 α-银环蛇毒素（红色）染色以标记乙酰胆碱受体。对 MC-RPNI 构建体进行的电生理检测表明，所记录到的复合肌肉动作电位（CMAP）波形与天然肌肉相似，进一步证实其内部所含神经已成功实现再支配。在近端 CP 神经刺激下，生理性 EDL 肌肉产生的 CMAPs 幅值通常介于 20 至 30 毫伏之间。

植入MC-RPNI的大鼠EDL CMAP值无显著差异，平均为24.27毫伏±1.34毫伏。在研究中使用前，务必练习制作神经外膜窗。神经外膜是神经表面一层非常薄且脆弱的覆盖组织，损伤其下方的神经纤维可能导致结果出现高度不可预测的变化。

这些结构在大鼠体内经过3个月后即被视为成熟，其定制能力具有无限可能。成熟后，MC-RPNI可用于生理学评估、电生理分析以及肌肉力量测试等。端侧神经吻合是外科领域相对较新的概念，指将切断的神经与完整的周围神经进行吻合，从而诱导完整神经向移植段产生侧支出芽。

我们发现这一现象也存在于直接移植到完整神经上的肌肉中，进一步研究的可能性令人着迷。