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Einleitung: Die Therapie kombinierter peripherer Nerven-Muskelverletzungen ist in der Unfallchirurgie von hoher klinischer Relevanz. Es ist seit langem bekannt und gut untersucht, dass Nervenverletzungen zur Atrophie des innervierten unverletzten Muskels führen. Bislang liegen jedoch keine Untersuchungen zur Regeneration des Muskels nach kombinierter Nerven-Muskelverletzung vor. Wir haben daher ein Modell an der Ratte entwickelt, welches die komplexe Pathophysiologie derartiger Verletzungsmuster zu untersuchen erlaubt.

Material und Methoden: An insgesamt 72 männlichen Wistar Ratten (275-325g) (Ketamin/Xylazin-Narkose 90/25 mg/kgKG ip) wurde über einen offenen Zugang der linken hinteren Extremität der M. soleus mit einer instrumentierten Klemme unter Protektion der neurovaskulären Strukturen kontusioniert (7x für 10s mit 25N). Gleichzeitig wurde der N. ischadicus derselben Seite unterschiedlich schwer geschädigt (sham Trauma/Manipulation (S), Kontusion (K), Durchtrennung (T)). Zur Auswertung wurde der M. soleus biomechanisch (Kraftmessung nach Kurzkontraktion (9 mA/75 Hz, 5-mal je 0,1 s mit 5 s Intervallen) und Tetanie (9 mA/75 Hz, 5-mal je 3 s mit 5 s Intervallen)) untersucht. Die Nervenschädigung wurde mittels Nervenleitgeschwindigkeitsmessung und mechanischer Schmerztestung nach Frey an der Hinterpfote der Ratte erfasst. Mittels immunhistochemischer Analyse des Einbaus von BrdU als Marker der Zellproliferation wurde die Regeneration des traumatisierten Muskels evaluiert. Die Datenerhebung erfolgte an den Tagen 1, 7,14, und 42 (n=6 pro Gruppe).

Ergebnisse: Die biomechanische Kraftmessung zeigte mit Zunahme der Nervenschädigung einen signifikanten relativen Kraftverlust des Muskels, welcher über die Zeit nur unvollständig und invers zur Schwere der Nervenläsion regenerierte (angegeben in % zur kontralateralen, gesunden Extremität; Mittelwert±SEM; Kurzkontraktion [%] S-1: 8±1; S-7: 44±1, S-14: 66±3, S-42: 75±2; K-1: 3±1; K-7: 31±2, K-14: 24±2, K-42: 59±2; T-1: 2±0; T-7: 21±4, T-14: 21±2, T-42: 9±2; Tetanie [%] S-1: 4±2; S-7: 32±1, S-14: 56±1, S-42: 59±2; K-1: 4±1; K-7: 18±2, K-14: 16±1, K-42: 46±3; T-1: 2±1; T-7: 19±2; T-14: 14±1; T-42: 8±2). Die Nervenleitgeschwindigkeit der Gruppe K war um 50% vermindert im Vergleich zur sham-Gruppe. Eine Verbesserung der NLG begann nach 14 Tagen, erreichte aber keine physiologischen Werte bis zum Versuchsende (K-42: 64% von S-42). Das Schmerzverhalten war in der Gruppe K am stärksten ausgeprägt (mechanische Allodynie, 10g-Frey-Filament in [%] S-14: 8±4; K-14: 21±3; T-14: 7±4). Begleitend zeigte sich mit Zunahme der Nervenschädigung immunhistochemisch eine Abnahme proliferierender BrdU-positiver Satellitenzellen, Endothelzellen und nicht-endothelialer Zellen im Muskelgewebe.

Schlussfolgerung: Die vorgestellten Ergebnisse zeigten eine signifikante Beeinträchtigung der Skelettmuskelfunktion nach schwerem Weichteiltrauma in Abhängigkeit zur Schwere eines gleichzeitigen peripheren Nervenschadens. Die Regeneration des Muskels nach kombinierter Nerven-Muskelschädigung ist im Vergleich zum isolierten Muskeltrauma deutlich verlangsamt. Das vorliegende Modell der kombinierten Nerven-Muskelverletzung an der Ratte erlaubt die standardisierte Erarbeitung zugrunde liegender Pathomechanismen mit Überprüfung neuer attraktiver Therapieansätze.