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Einleitung: Der N. ischiadicus wird im Tierversuch am häufigsten zur Untersuchung der peripheren Nervenregeneration nach einer Axonotmesis oder Neurotmesis verwendet. Neben histomorphometrischen und elektrophysiologischen Untersuchungen ist der Sciatic Functional Index (SFI) als Bewegungsanalyse die bislang am meisten verbreitete Methode. Der Static Sciatic Index-(SSI) mit Bestimmung der Zehenspreizung als statischer Funktionstest zeigt bei hoher Korrelation zum SFI eine Reihe von Vorteilen, ist dennoch noch nicht weit verbreitet. Das Ziel der vorliegenden Studie war die Entwicklung und Validierung eines effizienten Versuchsaufbau zur Berechnung des SSI. Unter Verwendung einer eigens entwickelten Software ("Visual-SSI"; siehe Abbildung 1 [Abb. 1]) in Kombination mit einer handelsüblichen Webkamera soll eine vereinfachte, schnellere und effizientere Datengewinnung zur SSI-Berechnung ermöglicht werden.

Material und Methoden: Hierbei wird die Versuchsratte in einer Plexiglas-Kammer auf eine transparente Plexiglas-Platte gestellt und der Abstand zwischen den einzelnen Zehen mittels einer Web-Kamera von unten aufgenommen, wobei die Bildsequenz durch die Visual-SSI Software (siehe Abbildung 1 [Abb. 1]) gesteuert wird. Zur Validierung von Visual-SSI im Neurotmesis-Verletzungsmodell erfolgte eine autologe Nerventransplantation (20 mm) des N. ischiadicus von isogenen Lewis-Ratten (weiblich, 200 g) mit einem Beobachtungszeitraum von 6 Wochen (n=16) und 12 Wochen (n=8). Als Kontrolle wurde das Axonotmesis-Verletzungsmodell (crush-lesion; 54 N bei 9 MPa über 30 Sekunden) (n=15) durchgeführt. Muskelgewichtsbestimmungen (M.gastrocnemius), histomorphometrische Analysen (Anzahl myelinisierter Axone, G-ratio) und elektronenmikroskopische Analysen dienten als Kontrolluntersuchungen. Formel zur Berechnung des SSI:SSI = (108.44 x TSF) + (31.85 x ITSF) – 5,49 [Abkürzungen: SSI= Static Sciatic Index; TSF= Toe Spread Factor; ITSF= Intermediate Toe Spread Factor]

Ergebnisse: Statistische Analysen (one-way ANOVA & Tukey-Kramer multiple comparison) zeigten im Neurotmesis-Modell (autologe Nerventransplantation) eine statistisch-signifikante Verbesserung der funktionellen Regeneration von präoperativ (SSI= 0) über die 3. (SSI= -85±15), 6. (SSI= -70 ± 21), 9. bis zur 12. (SSI= -59 ± 15) postoperativen Woche (p<0.05). Während im Neurotmesis-Modell der präoperative SSI-Wert im Sinne einer vollständigen Regeneration nach 12 Wochen erwartungsgemäß noch nicht erreicht werden konnte, zeigte sich im Axonotmesis-Modell nach 6 Wochen eine vollständige funktionelle Regeneration mit Erreichen des präoperativen Ausgangswertes. Die ermittelten TSF-Werte zeigten eine enge Korrelation zu den SSI-Werten.

Schlussfolgerung: Das vorgestellte Setup konnte sowohl für das Axonotmesis und Neurotmesis Tiermodell validiert werden. Zur Ermittlung der funktionellen Nervenregeneration stellt es eine einfache, effiziente sowie präzise Methode zur Berechnung des SSI als Alternative zum SFI dar. In kurzen Zeitabständen kann eine hohe Anzahl an Zehenspreizungen aufgenommen, vermessen und ausgewertet werden. Die vorgestellte Visual-SSI Software soll daher interessierten Wissenschaftlern und Arbeitsgruppen nach Anfrage frei zur Verfügung gestellt werden.