JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Deutsch

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

Regenerative periphere Nervenschnittstelle: Chirurgisches Protokoll für eine randomisierte kontrollierte Studie bei Schmerzen nach Amputation

Published: March 15, 2024
doi:
10.3791/66378
, , , , , , , , , , , , , , , , , ,
1Center for Bionics and Pain Research, 2Center for Advanced Reconstruction of Extremities,Sahlgrenska University Hospital, 3Department of Electrical Engineering,Chalmers University of Technology, 4Bionics Institute, 5IV Clinica Ortoplastica,IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli, 6Department of Hand Surgery, Institute of Clinical Sciences, Sahlgrenska Academy,University of Gothenburg, Sahlgrenska University Hospital, 7Department of Orthopedic Surgery, Hand Unit,Worker Hospital, 8College of Medicine and Veterinary Medicine, The Queen’s Medical Research Institute,The University of Edinburgh, 9Canniesburn Plastic Surgery Unit,Glasgow Royal Infirmary, 10College of Medicine, Veterinary & Life Sciences,The University of Glasgow, 11Division of Plastic Surgery, Department of Surgery, Faculty of Medicine and Dentistry,University of Alberta, 12Plastics and Reconstructive Surgery, Dandenong Hospital,Monash Health, 13Division of Plastic and Reconstructive Surgery,Massachusetts General Hospital & Harvard Medical School, 14Division of Plastic Surgery, Department of Surgery,Northwestern Feinberg School of Medicine, 15Section of Plastic Surgery, Department of Surgery,Michigan Medicine, 16Medical Bionics Department,University of Melbourne, 17Prometei Pain Rehabilitation Center

Summary

Im Folgenden beschreiben wir das chirurgische Vorgehen zur Durchführung einer Regenerativen peripheren Nervenschnittstelle (RPNI) Operation zur Behandlung von neuropathischen Schmerzen nach Amputation im Rahmen einer internationalen, randomisierten kontrollierten Studie (RCT) (ClinicalTrials.gov, NCT05009394). Die RCT vergleicht die RPNI mit zwei anderen chirurgischen Techniken, nämlich der gezielten Muskelreinnervation (TMR) und der Neuromentfernung in Kombination mit intramuskulärer Transposition.

Abstract

Chirurgische Eingriffe, einschließlich der Nervenrekonstruktion und der Reinnervation von Endorganmuskeln, haben in den letzten zehn Jahren im prothetischen Bereich an Bedeutung gewonnen. Diese chirurgischen Eingriffe wurden in erster Linie entwickelt, um die Funktionalität von Prothesen zu erhöhen, und es wurde auch festgestellt, dass sie neuropathische Schmerzen nach einer Amputation reduzieren. Heutzutage werden einige dieser Eingriffe häufiger zur Behandlung und Vorbeugung von Schmerzen nach einer Amputation als zur prothetischen Versorgung durchgeführt, was auf einen erheblichen Bedarf an wirksamen Lösungen für Schmerzen nach einer Amputation hinweist. Ein bemerkenswertes aufkommendes Verfahren in diesem Zusammenhang ist die regenerative periphere Nervenschnittstelle (RPNI). Bei der RPNI-Operation handelt es sich um einen operativen Ansatz, bei dem das Nervenende in Längsrichtung in seine Hauptfaszikel gespalten und diese Faszikel in freie denervierte und devaskularisierte Muskeltransplantate implantiert werden. Das RPNI-Verfahren nimmt eine proaktive Haltung bei der Behandlung frisch geschnittener Nervenenden ein und erleichtert die Prävention und Behandlung schmerzhafter Neurome, indem es dem Nerv ermöglicht, ein Endorgan, d. h. das freie Muskeltransplantat, zu regenerieren und zu innervieren. Retrospektive Studien haben die Wirksamkeit von RPNI bei der Linderung von Schmerzen nach Amputationen und der Verhinderung der Bildung schmerzhafter Neurome gezeigt. Die zunehmende Häufigkeit der Anwendung dieses Ansatzes hat auch zu Variationen in der Technik geführt. Dieser Artikel zielt darauf ab, eine Schritt-für-Schritt-Beschreibung des RPNI-Verfahrens zu geben, das als standardisiertes Verfahren in einer internationalen, randomisierten kontrollierten Studie (ClinicalTrials.gov, NCT05009394) dienen wird. In dieser Studie wird RPNI mit zwei anderen chirurgischen Verfahren zur Schmerzbehandlung nach Amputationen verglichen, insbesondere mit der gezielten Muskelreinnervation (TMR) und der Neuromentfernung in Verbindung mit intramuskulärer Transposition und Bestattung.

Introduction

Chronische Schmerzen nach einer Amputation sind ein häufiges Ereignis nach einer Amputation großer Gliedmaßen1. Schmerzen nach einer Amputation sind ein allgemeiner Begriff für unangenehme Empfindungen, die sich nach einer Amputation manifestieren können, und werden von der International Association for the Study of Pain als Schmerzen definiert, die im Stumpf wahrgenommen werden (Residual Limb Pain, RLP) oder Schmerzen, die in der fehlenden Extremität wahrgenommen werden (Phantom Limb Pain, PLP)2. Die Ursache für RLP ist vielfältig und kann auf verschiedene Ursachen zurückzuführen sein, wie z. B. Entzündungen, Infektionen, Neurome, heterotope Ossifikation, Schleimbeutel, komplexes regionales Schmerzsyndrom sowie Muskel- und Knochenanomalien3. Bei PLP sind die genauen Ursprünge noch unvollständig geklärt, und es wird angenommen, dass sie eine vielschichtige Ätiologie hat, die Einflüsse sowohl aus dem peripheren als auch aus dem zentralen Nervensystem umfasst 4,5.

Wenn ein peripherer Nerv verletzt wird, versucht er, sich zu regenerieren und sich wieder mit den entsprechenden Endorganen zu verbinden6. In der Situation einer Amputation, bei der die Endorgane verloren gehen, kommt es zu einem krankhaften Sprießen von Axonen in das umgebende Narbengewebe, bei dem ein sogenanntes Neurom7 entsteht. Das Neurom besteht aus einer dichten kollagenen Matrix, in der ein unorganisiertes Gewirr aus Axonen, Schwann-Zellen, endoneurialen Zellen und perineurialen Zellen gefangen ist. Verletzte nozizeptive Fasern innerhalb des Neuroms haben eine niedrigere Aktivierungsschwelle, was zur Übertragung von Aktionspotentialen in Abwesenheit äußerer Reize führt8. Darüber hinaus setzen Neurome entzündliche Zytokine frei, die mit Veränderungen in der Schmerzverarbeitung im somatosensorischen Kortex verbunden sind. Dies kann zu maladaptiven Veränderungen im Zentralnervensystem führen, was die Verstärkung und Fortsetzung der neuropathischen Schmerzreaktion weiter ankurbelt 9,10. Es gibt komplexe und bidirektionale Wechselwirkungen zwischen dem peripheren und dem zentralen Nervensystem, die die Chronifizierung von Schmerzen beeinflussen. Zum Beispiel kann es bei Personen mit anhaltender peripherer Neuropathie zu einer zentralen Sensibilisierung kommen, die dazu führt, dass sie neue sensorische Eingaben anders verarbeiten als Personen ohne chronische Schmerzen11. Schmerzhafte Neurome sind eine der bekannten Quellen sowohl für RLP als auch für PLP; Daher ist die Konzentration auf ihre Behandlung ein entscheidender Schritt zur Minimierung der Inzidenz und Prävalenz von Schmerzen nach einer Amputation.

Zur Behandlung und Vorbeugung von schmerzhaften Neuromen wurden mehrere chirurgische Strategien vorgeschlagen, die im Allgemeinen als rekonstruktiv oder nicht rekonstruktiv eingestuft werden können. Nicht-rekonstruktive Verfahren umfassen häufig die Exzision des Neuroms ohne die Absicht, dass der durchtrennte Nerv ein physiologisch geeignetes Ziel, wie z. B. den Nerv zum Knochen oder den Nerv zu einem bereits innervierten Muskel, wieder annervt12. Rekonstruktive Eingriffe zielen darauf ab, die gesunde, physiologische Regeneration des Spendernervs nach der Neuromentfernung zu erleichtern. Mehrere nicht-rekonstruktive Verfahren umfassen Techniken wie die Nervenimplantation in nahegelegenes Gewebe, die Nervenabdeckung, das Ausüben von proximalem Druck oder die Anwendung kontrollierter thermischer Verfahren am distalen Nervenende13. Eine der häufigsten Behandlungen ist die Neuromentfernung mit Implantation in nahegelegene Gewebe wie Muskeln, Knochen oder Venen14. Nach neurophysiologischen Prinzipien kommt es bei all diesen oben genannten Strategien jedoch zu einer erneuten axonalen Keimung und Dehnung des frisch durchtrennten peripheren Nervs. Dieser Prozess wird wahrscheinlich zu einem Wiederauftreten des schmerzhaften Neuroms führen, da die regenerierenden Axone keine geeigneten Zielendorgane haben, um zu reinnervieren15. Die Ergebnisse dieser Technik waren vielfältig; Einige Patienten haben keine, allmähliche oder vollständige Schmerzlinderung erfahren, während andere kurz nach der chirurgischen Behandlung eine Schmerzlinderung erfahren haben, aber nach einiger Zeit Schmerzen entwickelt haben14,16. Trotz der Tatsache, dass die Technik nur begrenzten Erfolg bei der Schmerzlinderung hat, wird die Neuromtransposition mit Implantation und Vergraben in den Muskeln auch heute noch häufig in der Amputationsversorgung eingesetzt und gilt weitgehend als “Goldstandard” für die chirurgische Behandlung von schmerzhaften terminalen Neuromen12,17.

In den letzten Jahrzehnten konzentrierten sich neue Entwicklungen bei der Behandlung schmerzhafter Neurome auf einen proaktiveren Ansatz zur Behandlung der Nervenendigung nach Entfernung des Neuroms, wobei das Ziel darin besteht, die Zufriedenheit des Nervenendes sicherzustellen und einen natürlicheren Prozess der neuronalen Regeneration zu fördern12,13. Eine neuartige Intervention, die von der Gruppe von Professor Paul Cederna an der University of Michigan, Ann Arbor, USA, entwickelt wurde, ist das regenerative periphere Nerveninterface (RPNI). Diese Technik umfasst die Exzision eines Neuroms, die Längsdissektion des Spendernervenstumpfes in mehrere Faszikelgruppen und danach die direkte Implantation der Faszikel in freie denervierte Skelettmuskeltransplantate18,19. Die Implantation in einen devaskularisierten, denervierten Muskel ermöglicht es den Nervenfaszikeln, das freie Muskeltransplantat nach seiner Revaskularisierung in seinem implantierten Wundbett20 zu renervieren. Histologische Untersuchungen haben die Innervation von freien Muskeltransplantaten unterschiedlicher Volumina gezeigt; Ihre Lebensfähigkeit und Funktion haben jedoch optimale Abmessungen21. Sobald das transplantierte freie Muskeltransplantat revaskularisiert und reinnerviert ist, verhindert das RPNI das Wiederauftreten schmerzhafter Neurome. Das Verfahren wurde in mehreren Kliniken angewendet, hauptsächlich in den USA, aber auch an Orten in Europa und Asien. Dies hat jedoch zu Abweichungen im Verfahren geführt. Daher schlagen wir in diesem Artikel einen Konsens über die Technik unter Chirurgen weltweit vor, die sie anwenden.

Dieser Artikel beschreibt das Schritt-für-Schritt-Protokoll für die RPNI-Operation, das in einer internationalen RCT (ClinicalTrials.gov, NCT05009394) verwendet wird. Ziel dieser RCT ist es, die Wirksamkeit der beiden am häufigsten verwendeten rekonstruktiven Techniken, RPNI und TMR, im Vergleich zur am häufigsten verwendeten chirurgischen Standardbehandlungzu beurteilen 22. Ziel dieser Methodenarbeit ist es, die Technik für die an der RCT beteiligten Zentren zu standardisieren und das Verfahren für alle zugänglich zu machen, die es im Amputationsmanagement einsetzen möchten.

Protocol

Das RCT wurde am 30. Juni 2021 in Schweden und Italien von der schwedischen Ethikprüfungsbehörde Etikprövningsmyndigheten mit der Antragsnummer 2021-0234622 bzw. von der Ethikkommission der Region Emilia Romagna genehmigt. Weitere Einzelheiten zur RCT sind dem Protokoll22 zu entnehmen. 1. Präoperative Vorbereitungen Diagnostizieren Sie das/die schmerzhafte(n) Neurom(e) nach dem internationalen RCT-Protokoll22. Planen Sie die Hautschnitte in Abhängigkeit von den Ergebnissen aus Schritt 1.1 und abhängig von der Lokalisation jedes schmerzhaften Neuroms.HINWEIS: Prinzipiell kann jeder Skelettmuskel verwendet werden; Am häufigsten wird das Muskeltransplantat jedoch aus dem Musculus vastus lateralis im Oberschenkel entnommen. 2. Vorbereitung der Empfängerseite Führen Sie entweder eine Regionalanästhesie oder eine Vollnarkose durch.HINWEIS: Die Art der Anästhesie variiert je nach Ort des Eingriffs. Bringen Sie den Patienten in Rückenlage oder Bauchlage, je nachdem, wo sich das schmerzhafte Neurom befindet. Bei schmerzhaften Neuromen in der oberen Extremität legen Sie den Arm auf ein chirurgisches Armbrett. Führen Sie die Länge und Form des Hautschnitts in Abhängigkeit von der Lokalisation des schmerzhaften Neuroms durch. Identifizieren Sie den Nerv mit dem schmerzhaften Neurom unter stumpfer Dissektion. Isolieren Sie den Nerv und das Neurom sanft mit feinen Instrumenten. Verwenden Sie bei Bedarf eine Lupenvergrößerung.HINWEIS: Die Isolierung des Neuroms ist optional, wenn es sich um eine Herausforderung handelt. Mobilisieren Sie den Nerv und transektieren Sie das Neurom bis zu gesunden Nervenfaszikeln mit einem handelsüblichen Nervenschneid-/Präparationsset.HINWEIS: Die Resektion des Neuroms ist optional, wenn es sich um eine Herausforderung handelt. Führen Sie vom distalen Ende des Nervs aus mit einer geraden Mikroschere longitudinale intraneurale Dissektionen für etwa 2-3 cm durch. Die Anzahl der Faszikel hängt vom Grad der Amputation und der Größe des Nervs ab. Stellen Sie sicher, dass der Durchmesser jedes Faszikels maximal 4-6 mm beträgt. Für jeden Nerv wird in Tabelle 1 eine Reihe von neuralen Faszikeln vorgeschlagen, die präpariert werden sollten. Grad der Amputation Nerv Empfohlene Anzahl von neuralen Faszikeln Gliederung der Schulter Axillar 2 Muskulokutan 2 Median 3 Ulnar 2 Radial 2 Transhumeral Axillar 2 Muskulokutan 2 Median 3 Ulnar 3 Radial 2 Transradial Median 3 Ulnar 2 Radial 1* Hüft-Disartikulation Ischias 4 Femoral 3 Lateraler kutaner Femur 1* Obturator 1* Hinterer Hautoberschenkel 2 Oberschenkelknochen Ischias 3 Tibial 2 Tiefes Peroneal 1* Oberflächliches Peroneal 1* Sural 1* Saphenus 1* Transtibial Tibial 2 Tiefes Peroneal 2 Oberflächliches Peroneal 1* Sural 1* Saphenus 1* * Den Nerv vollständig nutzen Tabelle 1: Empfohlene Anzahl von neuralen Faszikeln, die für jeden Nerv bei einem bestimmten Amputationsgrad spezifiziert sind. 3. Vorbereitung der Spenderstelle Identifizieren Sie einen gesunden nativen Spendermuskel als Quelle für die Gewinnung eines freien Muskeltransplantats. Entnehmen Sie das Muskeltransplantat wie folgt:Achten Sie darauf, dass jedes Transplantat die Maße 3 cm (Länge) x 1,5 cm (Breite) x 0,5 cm (Dicke) hat.HINWEIS: Die Hauptachse sollte parallel zu den Muskelfasern verlaufen. Präparieren Sie das Muskeltransplantat mit einer feinen Präparierschere, die der Hauptachse der Muskelfasern folgt. Verwenden Sie bei Bedarf Lupenlupen. Entfernen Sie vorsichtig Fettgewebe und die Muskelfaszie aus dem Muskeltransplantat mit einer Präparierschere. Bewahren Sie den entnommenen Muskel in einer feuchten Gaze mit 0,9 % NaCl steril auf, bis er in Abschnitt 4 verwendet wird. Wiederholen Sie die Schritte 3.1-3.2 für jedes Muskeltransplantat, basierend auf der Anzahl der Nerven und der entsprechenden Nervenfaszikel, die mit einem vorbereiteten freien Muskeltransplantat für ein RPNI-Konstrukt umwickelt werden sollen. 4. Herstellung von RPNI-Konstrukten Legen Sie den Nerv frei, der bereits isoliert und in Faszikel unterteilt ist. Platzieren Sie den Faszikel so auf dem Muskeltransplantat, dass der distale Stumpf in das zentrale oder proximale Drittel des Muskeltransplantats fällt, während er parallel zu den Muskelfasern ausgerichtet ist.HINWEIS: Eine parallele Orientierung wird bevorzugt, um eine erfolgreiche axonale Reinnervation zu optimieren. Sichern Sie den Nervenstumpf in der Mitte der Längsachse des Muskeltransplantats mit 6-0 nicht resorbierbaren monofilen Nähten. Fügen Sie einen weiteren Stich hinzu, um den Nerv am proximalen Rand des Muskeltransplantats zu sichern.HINWEIS: Nähen Sie das Nervenende nicht in das Muskeltransplantat. Der durchtrennte Teil des Nervs bleibt frei. Falten Sie das Muskeltransplantat um den Faszikel und sichern Sie es mit einer 6-0 unterbrochenen oder kontinuierlichen nicht resorbierbaren monofilen Naht. Wiederholen Sie die Schritte 4.1-4.4 für jeden Faszikel. Führen Sie eine stumpfe Dissektion im Stumpf durch, um einen geschützten Bereich zu schaffen, in dem jedes RPNI bequem und außerhalb der tragenden Oberflächen der Gliedmaße liegen kann. Versetzen Sie nach Möglichkeit die Position der einzelnen RPNI in Reihen. Verschließen Sie die Operationswunden in Schichten. Abbildung 1: Schematische Darstellung des Verfahrens der regenerativen peripheren Nervenschnittstelle (RPNI). 1) Identifizieren und isolieren Sie den Nerv mit dem schmerzhaften Neurom. Mobilisierung des Nervs und Durchtrennung des Neuroms bis zu gesunden neuralen Faszikeln; 2) Führen Sie longitudinale intraneurale Dissektionen vom distalen Ende des Nervs durch. Die Anzahl der neuralen Faszikel hängt vom Grad der Amputation und der Größe des Nervs ab. 3) Identifizieren Sie einen gesunden nativen Spendermuskel und entnehmen Sie ein Muskeltransplantat mit den Maßen: 3 cm (Länge) x 1,5 cm (Breite) x 0,5 cm (Dicke); 4) Platzieren Sie den Faszikel so in das Muskeltransplantat, dass der Stumpf in die Mitte des Muskeltransplantats fällt, während er parallel zu den Muskelfasern ausgerichtet ist. Sichern Sie den Nerv innerhalb des Muskeltransplantats mit Nähten proximal und distal des Nervenstumpfes; 5) Falten Sie das Muskeltransplantat um den Faszikel und befestigen Sie es. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Representative Results

Das RPNI-Verfahren hat Anwendung bei der Behandlung von Schmerzen nach Amputationen sowohl in den oberen als auch in den unteren Extremitäten gefunden (Tabelle 2) und dient als Methode zur Behandlung und Vorbeugung der schmerzhaften Entwicklung von Neuromen (Tabelle 3)23,24. In einer 2016 veröffentlichten Pilotstudie wurden 16 Patienten mit RPNIs behandelt und durchschnittlich 7,5 Monate (Bereich 3-15 Monate) nach der Behandlung nachbeobachtet23. Die Daten wurden retrospektiv zwischen 2013 und 2016 erhoben, und 71 % der Patienten berichteten über eine Verringerung der Neuromschmerzen und eine 53 % der PLP-Reduktion. Es gab einen statistisch signifikanten Unterschied im Schmerz-Score vor und nach der RPNI sowohl für Neuromschmerzen als auch für PLP. Zusätzlich zur Schmerzlinderung berichteten die Patienten über eine verminderte (56 %) oder stabile (44 %) Einnahme von Analgetika und eine signifikante Abnahme der Schmerzstörungen vor und nach der RPNI. Chirurgische Komplikationen wurden bei 5 Patienten berichtet, darunter Wundheilungsverzögerung, akute Ischämie der Gliedmaßen, tiefe Venenthrombose, Hämatom und Neurom an verschiedenen Stellen23. Das Verfahren wurde auch zur Behandlung von schmerzhaften Neuromen nach einer teilweisen Hand- oder Fingeramputation eingesetzt25. In einer Studie mit retrospektiver Datenerhebung zwischen 2014 und 2019 wurden 30 RPNIs bei 14 Patienten durchgeführt. Die Patienten wurden im Durchschnitt 37 Wochen lang (Bereich 6-128 Wochen) nach der RPNI-Operation nachbeobachtet, und 85% der Patienten berichteten bei der letzten Nachuntersuchung über eine vollständige Schmerzlinderung oder eine erhebliche Schmerzreduktion. In Bezug auf chirurgische Komplikationen ist es erwähnenswert, dass 2 Patienten zwei separate RPNI-Operationen benötigten und bei weiteren 2 Patienten Infektionen nach RPNI-Eingriffen auftraten. Es wurden auch keine Fälle von verzögerter Wundheilung gemeldet, weder an der volaren Seite des Fingers noch an der Spenderstelle des Muskeltransplantats. Darüber hinaus wurden nach einer RPNI-Operation keine Beugekontrakturen oder Schwierigkeiten beim Gleiten der Sehne festgestellt25. Studieren Studiendesign Amputationsgrad (Anzahl der Gliedmaßen) RLP/NP-Reduktion (%, p-Wert) PLP-Reduzierung(%, p-Wert) Woo et al. 201621 Rückblickend Obere Extremität = 3Untere Gliedmaße = 14 71 %, p = 0,000001 53 %, p = 0,009 Hooper et al. 202023 Rückblickend Obere Extremität = 17 85% N/A Lee et al. 202324 Rückblickend 37 (Amputationsgrad nicht angegeben) 77% 61% RLP, Stumpfschmerzen; NP, Neurom-Schmerz; PLP, Phantomschmerzen in den Gliedmaßen Tabelle 2: Studien zur Untersuchung der Wirkung der regenerativen peripheren Nervenschnittstelle (RPNI) zur Behandlung von Schmerzen nach Amputationen bei sekundären Amputationen. Hohe Werte für Stumpfschmerzen (RLP), Neuromschmerzen (NP) und Phantomschmerzen (PLP) deuten auf eine höhere Wirksamkeit von RPNI bei der Behandlung von Schmerzen nach Amputation hin. Langzeitdaten zum RPNI-Verfahren zur Behandlung und Prävention von Neuromen wurden in einem kürzlich veröffentlichten Abstractvorgestellt 26. Diese Daten wurden retrospektiv zwischen 2014 und 2021 erhoben, wobei 37 Patienten eine RPNI für bestehende Schmerzen nach der Amputation und 40 Patienten eine RPNI zum Zeitpunkt der Amputation erhielten. Alle Patienten hatten eine Nachbeobachtungszeit von mindestens 1 Jahr nach der RPNI, und die durchschnittliche Zeit zwischen der Operation und dem letzten Nachsorgebesuch betrug 4,2 Jahre. In der Behandlungsgruppe wurden bei der letzten Nachuntersuchung bei 77 % der Patienten bei Neuromschmerzen und bei 61 % bei PLP positive Ergebnisse wie keine gemeldeten Symptome oder verbesserte Symptome beobachtet. In der prophylaktischen Gruppe hatten 97% der Patienten bei der letzten Nachuntersuchung keine berichteten Neuromschmerzen oder PLP. Darüber hinaus waren die Verschreibungen und Verbrauchsmaterialien von Opioiden vor der Operation und bei der letzten Nachuntersuchung in beiden Gruppen niedriger26. Darüber hinaus wurden in zwei Studien retrospektive Daten vorgestellt, in denen die RPNI als prophylaktische Maßnahme gegen die Entwicklung schmerzhafter Neurome zum Zeitpunkt der Amputation durchgeführt wurde 24,27. In der von Kubiak et al. durchgeführten Studie wurden insgesamt 90 Patienten eingeschlossen, wobei 45 Patienten gleichzeitig mit einer primären Amputation einer RPNI unterzogen wurden, während die restlichen 45 eine Standardbehandlung erhielten. In der RPNI-Gruppe entwickelte keiner der Patienten schmerzhafte Neurome, während in der Kontrollgruppe sechs Patienten diese Erkrankung aufwiesen. Darüber hinaus entwickelten in der RPNI-Gruppe 23 Patienten PLP, im Gegensatz zu 41 Patienten in der Kontrollgruppe. Eine höhere Rate an postoperativen Komplikationen wurde in der Kontrollgruppe (55,6 %) im Vergleich zur Behandlungsgruppe (31,1 %) berichtet. Zu diesen Komplikationen gehörten sowohl kleinere Probleme wie verzögerte Wundheilung, Infektionen an der chirurgischen Stelle und Hämatome als auch schwerwiegende Komplikationen wie tiefe Infektionen, die eine Auswaschung des Operationssaals erforderten, Wunddehiszenz, die einen OP-Verschluss erforderte, und verzögerte Wundheilung, die ein OP-Debridementerforderte 24. In einer von Lin et al. durchgeführten Studie wurde RPNI während einer Amputation der unteren Gliedmaßen bei sieben Patienten durchgeführt, und ihre Ergebnisse wurden mit denen von sieben Patienten verglichen, die sich einer traditionellen Amputation unterzogen hatten. Diese Patienten wurden 3 Monate und 6 Monate nach der Operation nachbeobachtet. Die Studie ergab bei beiden Nachuntersuchungen signifikant niedrigere Neurom-Schmerzwerte in der RPNI-Gruppe im Vergleich zur traditionellen Amputationsgruppe27. Studieren Studiendesign Grad der Amputation(Anzahl der Gliedmaßen) RLP/NP-Inzidenz (%, p-Wert) PLP-Inzidenz(%, p-Wert) Kubiak et al. 201922 Rückblickend RPNI-GruppeObere Extremität = 6Untere Extremität = 46KontrollgruppeObere Extremität = 48Untere Gliedmaße = 4 RPNI-Gruppe0 %Kontrollgruppe13.3 %p = 0,026 RPNI-Gruppe51.1 %Kontrollgruppe91.1 %p < 0,0001 Lin et al. 202325 Rückblickend RPNI-GruppeUntere Gliedmaße = 7KontrollgruppeUntere Gliedmaße = 7 RPNI-Gruppe31 %Kontrollgruppe69 % N/A Lee et al. 202324 Rückblickend 40 (Amputationsgrad nicht angegeben) 3% 3% RLP, Stumpfschmerzen; NP, Neurom-Schmerz; PLP, Phantomschmerzen in den Gliedmaßen Tabelle 3: Studien, in denen die regenerative periphere Nervenschnittstelle (RPNI) als prophylaktische Behandlung zur Vorbeugung von Schmerzen nach der Amputation zum Zeitpunkt der primären Amputation untersucht wurde. Niedrige Prozentwerte für Stumpfschmerzen (RLP), Neuromschmerzen (NP) und Phantomschmerzen (PLP) deuten auf eine höhere Wirksamkeit von RPNI als Präventionsbehandlung hin. Ein entscheidender Punkt ist das Fehlen von prospektiven Daten zu RPNI-Ergebnissen zur Schmerzlinderung28. Diese Informationslücke ist eine der Hauptmotivationen für die Durchführung dieser RCT und die Entwicklung dieses Protokolls. Darüber hinaus ist hervorzuheben, dass die meisten veröffentlichten Studien Nachbeobachtungszeiten von weniger als 1 Jahr haben und es erhebliche Unterschiede in den Nachbeobachtungszeiten innerhalb derselben Studienpopulation und zwischen verschiedenen Studien gibt.

Discussion

RPNIs haben ihr Potenzial gezeigt, als Behandlung von Schmerzen nach Amputationen zu dienen und die Entwicklung schmerzhafter Neurome zu verhindern. Der grundlegende Unterschied zwischen dem RPNI-Verfahren und alternativen Ansätzen zur Behandlung von Neuromen, wie z. B. der Nervenabdeckung, der Anwendung von proximalem Druck oder der Anwendung thermischer Verfahren am distalen Nerv, liegt in dem primären Ziel, dass der durchtrennte Nerv ein physiologisch geeignetes Endorgan wieder einnervt. Ein wichtiger Unterschied zwischen RPNI und Techniken wie Neuromtransposition und Muskelimplantation und -begräbnis, bei denen auch das Endziel des Nervs geeignet ist, ist die Verwendung von denervierten Muskeltargets. In Fällen, in denen das Muskelziel bereits innerviert ist, steht jede Muskelfaser bereits in physiologischem Kontakt und ist von einer Nervenfaser besetzt. Das bedeutet, dass der frisch durchtrennte Nerv den Muskel nicht wieder innervieren kann und dadurch mit größerer Wahrscheinlichkeit ein schmerzhaftes Neurom wieder entwickelt. Darüber hinaus verwenden beide Techniken im Vergleich zur TMR-Chirurgie, bei der das frisch durchtrennte Nervenende an einen nahe gelegenen entbehrlichen motorischen Nerv und die damit verbundenen motorischen Endeinheiten eines Zielmuskels gekoppelt wird, einen denervierten Zielmuskel. Ein Unterschied besteht jedoch darin, dass bei der RPNI ein nicht-vaskularisiertes Muskeltransplantat verwendet wird, während bei der TMR der Nerv einen vaskularisierten Muskel reinnerviert. Darüber hinaus gibt es zwei weitere wichtige Unterschiede zur TMR, die mit der beträchtlichen Kaliberdiskrepanz zwischen Spender- und Empfängernerven und der Notwendigkeit, ansonsten gesunde Innervationen zu opfern, zusammenhängen. Die Größendiskrepanz zwischen Spender- und Empfängernerven kann möglicherweise zu einem Neurom in Kontinuität führen, und die getöteten Nerven können schmerzhafte Neurome entwickeln. Darüber hinaus könnte das TMR-Verfahren als komplexer als RPNI angesehen werden, da es Techniken wie Nerventransfers und Koaptation umfasst. Während bei der RPNI eine Längsdissektion erforderlich ist, um die Faszikel zu trennen, können die restlichen Schritte von einem breiteren Spektrum von Chirurgen durchgeführt werden, einschließlich orthopädischer Chirurgen, Allgemeinchirurgen und anderer, die an Amputationen beteiligt sind, anstatt ausschließlich die Expertise von Nervenchirurgen, Mikrochirurgen oder Handchirurgen zu erfordern. Darüber hinaus gab es mehrere Kombinationen von RPNI und TMR unter Verwendung von Schlüsselkonzepten jeder Technik. Zum Beispiel eine Nerven-zu-Nerven-Koaptation, einschließlich eines freien Muskeltransplantats, das die Koaptation29 umwickelt oder den Nerv in zwei Teile spaltet und eine Koaptation mit einem Teil und RPNI-Konstrukten mit dem anderen30 durchführt.

Das Verfahren umfasst kritische Schritte, die sorgfältig abgewogen werden müssen, um erfolgreiche Ergebnisse zu erzielen. Erstens sollte der Prozess der Muskeltransplantatentnahme mit der Muskelfaserachse ausgerichtet sein, um eine Störung einzelner Muskelfasern zu verhindern, und das Muskeltransplantat sollte vom gesamten Bindegewebe abgeschnitten werden, um die Regeneration zu optimieren. Die Wahl des Ernteortes kann je nach Verfügbarkeit variieren. Bei Primäramputationen empfehlen wir, wenn möglich, den amputierten Teil zu verwenden. Bei transradialen Amputationen eignet sich der Musculus brachioradialis, während bei transhumeralen Amputationen der Trizepsmuskel genutzt werden kann. Bei Amputationen der unteren Extremitäten, wie z.B. transradial und transfemoral, dient der ipsilaterale proximale Oberschenkel, typischerweise der Vastus lateralis, als geeignete Entnahmestelle. Darüber hinaus sind bei Oberschenkelamputationen auch der Musculus sartorius und der Musculus gracilis geeignete Spenderoptionen18. Die genannten Entnahmestellen für jede Amputationsstufe sind jedoch als Empfehlungen zu verstehen. Bei der RPNI-Operation zur Schmerzlinderung kann die Entnahmestelle, wenn der amputierte Teil nicht verfügbar ist, unabhängig vom Amputationsgrad von einer der oben genannten Stellen stammen.

Darüber hinaus ist es wichtig, das Verhältnis zwischen dem Nervenstumpf und dem Muskeltransplantat zu berücksichtigen. Transplantate, die zu dick sind, sind anfällig für zentrale Nekrose, und Transplantate, die zu dünn oder unzureichend denerviert sind, führen zur Bildung von Neuromen innerhalb des RPNI-Konstrukts. In diesem Protokoll empfehlen wir, dass der Nervenstumpf für ein Muskeltransplantat mit den Maßen 3 cm lang, 1,5 cm breit und 0,5 cm dick ist, dass der Nervenstumpf maximal 4-6 mm dick ist. Die Abmessungen können je nach Dicke des Nervs angepasst werden. Bei Nerven mit einem Durchmesser von bis zu 10 mm kann die Breite des Nerventransplantats bis zu etwa 2 cm betragen, aber es sollte immer noch eine vollständige Umhüllung des Nervs ermöglichen, die sich mindestens 1 cm proximal bis zu seinem Endeerstreckt 18. Der Umfang des Nervs sollte ohne Spannungen bedeckt sein und gleichzeitig eine ausreichende Dünnheit aufweisen, um eine Revaskularisation zu ermöglichen. Bei dicken Nerven, wie z.B. dem Ischiasnerv, empfehlen wir eine faszikuläre Dissektion, bei der mehrere RPNIs anstelle eines großen RPNI angelegt werden (siehe Tabelle 1).

Die RPNI-Operation ist eine einfache, sichere, unkomplizierte und zuverlässige Behandlung; Die Technik hat jedoch ihre Nachteile im Vergleich zur herkömmlichen Behandlung. Wie bereits in der Literatur von Dellon et al. dokumentiert, beinhaltet diese Methode zusätzliche chirurgische Schritte, die die Verwendung von CPT-Codes (Current Procedural Terminology) erforderlich machen, wie z. B. die Einbeziehung eines Muskeltransplantats. Dies wiederum führt zu einem erhöhten Zeitaufwand im Operationssaal und damit zu einem erhöhten Operationsaufwand31. Die zusätzliche Operationszeit für die Durchführung von RPNI oder TMR hängt stark vom Amputationsgrad und der Anzahl der Konstrukte ab. Trotz des damit verbundenen Anstiegs der Kosten kommen jedoch mehrere wichtige langfristige Überlegungen ins Spiel. Personen, die nach einer Amputation unter chronischen Schmerzen leiden, benötigen eine kontinuierliche Schmerzbehandlung, die Medikamente, Rehabilitation und spezielle Interventionen umfasst. Darüber hinaus führen Schmerzen nach einer Amputation oft zu einer erhöhten Inanspruchnahme des Gesundheitswesens, was häufige Besuche bei Gesundheitsdienstleistern, Besuche in der Notaufnahme und Krankenhauseinweisungen beinhaltet. Chirurgische Eingriffe wie RPNI oder TMR, die zur Behandlung von Schmerzen nach einer Amputation entwickelt wurden, haben das Potenzial, die Lebensdauer erheblich zu verlängern, die Mobilität und die Erwerbstätigkeit zu fördern und die allgemeine Lebensqualität von Menschen mit Schmerzen nach einer Amputation zu verbessern. Durch die Linderung von Leiden, die Verbesserung der funktionellen Ergebnisse und die Förderung des psychischen Wohlbefindens bieten diese Interventionen unschätzbare Vorteile, die weit über rein finanzielle Überlegungen hinausgehen.

Zusätzlich zu ihrer Rolle bei der Neurombehandlung wurden RPNIs auch bei Patienten mit Gliedmaßenverlust eingesetzt, um die motorische und sensorische Prothesenfunktion zu verbessern 30,32,33,34. Durch die Bereitstellung einer stabilen und reaktionsschnellen Schnittstelle zwischen dem Restnerv und der Prothesentechnologie ermöglichen RPNIs Menschen mit Gliedmaßenverlust eine natürlichere und präzisere Kontrolle über ihre Prothesen. Dieser Fortschritt hat das Potenzial, ihre Mobilität, Geschicklichkeit und Lebensqualität erheblich zu verbessern30. Infolgedessen stellen RPNIs einen facettenreichen Ansatz dar, der nicht nur neurombezogene Probleme behandelt, sondern auch vielversprechende Lösungen für die breiteren Bedürfnisse von Menschen mit Amputation bietet, was ihre Bedeutung im Bereich der Amputationsrehabilitation weiter unterstreicht.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren danken den Geldgebern dieses Projekts: der Stiftung Promobilia, der IngaBritt und Arne Lundbergs Stiftung und dem Schwedischen Forschungsrat (Vetenskapsrådet). Die Autoren danken denjenigen, die ihren Körper der Wissenschaft gespendet haben, damit anatomische Forschungen durchgeführt werden konnten. Die Ergebnisse solcher Forschung können die Patientenversorgung verbessern und das Gesamtwissen der Menschheit erweitern. Daher gebührt diesen Spendern und ihren Familien unser größter Dank. Darüber hinaus danken die Autoren Prof. Lucia Manzoli und Prof. Stefano Ratti für die wertvolle Zusammenarbeit des Anatomischen Zentrums der Alma Mater Studiorum-Universität Bologna bei diesem Projekt. Eine besondere Anerkennung gebührt Carlo Piovani für seinen Beitrag zur Erstellung der Illustrationen.

Materials

0.9% NaCl sterile solution Thermo Fisher Scientific Z1376 The company and the catalog number is one example. 
6-0 Ethilon suture Ethicon 660H The company and the catalog number is one example. 
Dissecting scissors Stille 101-8172-23 The company and the catalog number is one example. 
Gauze Mölnlycke 152040 The company and the catalog number is one example. 
Loupes Zeiss Various User can choose loupes according to personal preferences.
Nerve cutting set Checkpoint Surgical 9250 The company and the catalog number is one example. 
Straight microscissors S&T SAS-12 R-7 The company and the catalog number is one example. 
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hsu, E., Cohen, S. P. Postamputation pain: Epidemiology, mechanisms, and treatment. J Pain Res. 6, 121-136 (2013).
  2. Schug, S. A., Lavand, P., Barke, A., Korwisi, B., Rief, W. The IASP classification of chronic pain for ICD-11 chronic postsurgical or posttraumatic pain. Pain. 160 (1), 45-52 (2019).
  3. Davis, R. W. Phantom sensation, phantom pain, and stump pain. Arch Phys Med Rehabil. 74 (1), 79-91 (1993).
  4. Ortiz-Catalan, M. The stochastic entanglement and phantom motor execution hypotheses: A theoretical framework for the origin and treatment of Phantom limb pain. Front Neurol. 9, 748 (2018).
  5. Flor, H. Phantom-limb pain: Characteristics, causes, and treatment. Lancet Neurol. 1 (3), 182-189 (2002).
  6. Rotshenker, S. . Traumatic Injury to Peripheral Nerves. Nerves and Nerve Injuries. , (2015).
  7. Stokvis, A., Der Avoort, D. J. J. C., Van Neck, J. W., Hovius, S. E. R., Coert, J. H. Surgical management of neuroma pain: A prospective follow-up study. Pain. 151 (3), 862-869 (2010).
  8. Curtin, C., Carroll, I. Cutaneous neuroma physiology and its relationship to chronic pain. J Hand Surg Am. 34 (7), 1334-1336 (2009).
  9. Khan, J., Noboru, N., Young, A., Thomas, D. Pro and anti-inflammatory cytokine levels (TNF-α, IL-1β, IL-6 and IL-10) in rat model of neuroma. Pathophysiology. 24 (3), 155-159 (2017).
  10. Clark, A. K., Old, E. A., Malcangio, M. Neuropathic pain and cytokines: current perspectives. J Pain Res. 6, 803 (2013).
  11. Costigan, M., Scholz, J., Woolf, C. J. Neuropathic pain: A maladaptive response of the nervous system to damage. Annu Rev Neurosci. 32, 1-32 (2009).
  12. Eberlin, K. R., Ducic, I. Surgical algorithm for neuroma management: A changing treatment paradigm. Plast Reconstr Surg Glob Open. 6 (10), e1952 (2018).
  13. Ives, G. C., et al. Current state of the surgical treatment of terminal neuromas. Neurosurgery. 83 (3), 354-364 (2018).
  14. Dellon, A. L., Mackinnon, S. E. Treatment of the painful neuroma by neuroma resection and muscle implantation. Plast Reconstr Surg. 77, 427-438 (1986).
  15. Neumeister, M. W., Winters, J. N. Neuroma. Clin Plast Surg. 47 (2), 279-283 (2020).
  16. Guse, D. M., Moran, S. L. Outcomes of the surgical treatment of peripheral neuromas of the hand and forearm: A 25-year comparative outcome study. Ann Plast Surg. 71 (6), 654-658 (2013).
  17. Eftekari, S. C., Nicksic, P. J., Seitz, A. J., Donnelly, D. T., Dingle, A. M., Poore, S. O. Management of symptomatic neuromas: a narrative review of the most common surgical treatment modalities in amputees. Plast and Aesthet Res. 9 (7), 43 (2022).
  18. Dean, R. A., Tsai, C., Chiarappa, F. E., Cederna, P. S., Kung, T. A., Reid, C. M. Regenerative peripheral nerve interface surgery: Anatomic and technical guide. Plast Reconstr Surg Glob Open. 11 (7), 5127 (2023).
  19. Santosa, K. B., Oliver, J. D., Cederna, P. S., Kung, T. A. Regenerative peripheral nerve interfaces for prevention and management of neuromas. Clin Plast Surg. 47 (2), 311-321 (2020).
  20. Cedars, M. G. M. D., Miller, T. A. M. D. A review of free muscle grafting. Plast Reconstr Surg. 74 (5), 712-720 (1984).
  21. Hu, Y., et al. Regenerative peripheral nerve interface free muscle graft mass and function. Muscle Nerve. 63 (3), 421-429 (2021).
  22. Pettersen, E., et al. Surgical treatments for postamputation pain study protocol for an international , double – blind, randomised controlled trial. Trials. 24 (1), 304 (2023).
  23. Woo, S. L., Kung, T. A., Brown, D. L., Leonard, J. A., Kelly, B. M., Cederna, P. S. Regenerative peripheral nerve interfaces for the treatment of postamputation neuroma pain: A pilot study. Plast Reconstr Surg Glob Open. 4 (12), e1038 (2016).
  24. Kubiak, C. A., Kemp, S. W. P., Cederna, P. S., Kung, T. A. Prophylactic regenerative peripheral nerve interfaces to prevent postamputation pain. Plast Reconstr Surg. 144 (3), 421-430 (2019).
  25. Hooper, R. C., et al. Regenerative peripheral nerve interfaces for the management of symptomatic hand and digital neuromas. Plast Reconstr Surg Glob Open. 8 (6), e2792 (2020).
  26. Lee, J. C., Kumar, N. G., Kemp, S. W. P., Cederna, P. S., Kung, T. A. S. P. 0. 6. Regenerative peripheral nerve interface surgery and its four-year pain and medication intake outcomes for treatment or prevention of postamputation pain. Plast Reconstr Surg Glob Open. 11, 123-123 (2023).
  27. Lin, Z., Yu, P., Chen, Z., Li, G. Regenerative peripheral nerve interface reduces the incidence of neuroma in the lower limbs after amputation: a retrospective study based on ultrasound. J Orthop Surg Res. 18 (1), 619 (2023).
  28. Mauch, J. T., Kao, D. S. Targeted muscle reinnervation and regenerative peripheral nerve interfaces for pain prophylaxis and treatment A systematic review. PM R. 15 (11), 1457-1465 (2023).
  29. Kurlander, D. E., et al. TMRpni: Combining two peripheral nerve management techniques. Plast Reconstr Surg Glob Open. 8 (10), e3132 (2020).
  30. Zbinden, J., et al. Improved control of a prosthetic limb by surgically creating electro-neuromuscular constructs with implanted electrodes. Sci Transl Med. 15 (704), 3665 (2023).
  31. Dellon, A. L., Aszmann, O. C. In musculus, veritas? Nerve "in muscle" versus targeted muscle reinnervation versus regenerative peripheral nerve interface: Historical review. Microsurgery. 40 (4), 516-522 (2020).
  32. Vu, P. P., et al. A regenerative peripheral nerve interface allows real-time control of an artificial hand in upper limb amputees. Sci Transl Med. 12 (533), 2857 (2020).
  33. Vu, P. P., et al. Long-term upper-extremity prosthetic control using regenerative peripheral nerve interfaces and implanted EMG electrodes. J Neural Eng. 20 (2), 026039 (2023).
  34. Ortiz-Catalan, M., et al. A higly integrated bionic hand with neural control and feedback for use in daily life. Sci Robot. 8 (83), (2023).

Tags

Regenerative Peripheral Nerve InterfaceRPNINerve ReconstructionEnd-organ Muscle ReinnervationPostamputation PainProsthetic LimbsSurgical ProtocolRandomized Controlled TrialTargeted Muscle Reinnervation (TMR)Neuroma ExcisionIntra-muscular TranspositionNerve EndingsNerve RegenerationMuscle Graft

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Pettersen, E., Sassu, P., Pedrini, F. A., Granberg, H., Reinholdt, C., Breyer, J. M., Roche, A., Hart, A., Ladak, A., Power, H. A., Leung, M., Lo, M., Valerio, I., Eberlin, K. R., Ko, J., Dumanian, G. A., Kung, T. A., Cederna, P., Ortiz-Catalan, M. Regenerative Peripheral Nerve Interface: Surgical Protocol for a Randomized Controlled Trial in Postamputation Pain. J. Vis. Exp. (205), e66378, doi:10.3791/66378 (2024).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image