面神经瘫痪（Facial Paralysis, FP）是一种令人深受其害的病症，会导致面部功能严重受损，包括面部表情、言语交流、眨眼、角膜保护及口腔闭合能力的丧失。病因涵盖肿瘤、手术、创伤及感染等多种情况，而其后果往往包括面部肌肉萎缩、瘢痕形成以及视觉、进食和美观问题。每年在美国约有12.7万新发病例，尽管部分患者能够部分恢复，仍有许多人遗留严重功能障碍，如面部不对称、联合运动（synkinesis）和痉挛。
当前治疗方法包括静态和动态干预策略。静态手段利用非肌肉材料改善功能或外观，而动态手段则通过移植肌肉组织（如肌肉-神经血管游离组织移植）恢复部分自愿性肌肉功能。然而，这些方法存在局限性，如操作复杂、需要多次手术且失败率高达10%-15%。
近年来，神经假体技术在动物模型中的应用为FP治疗提供了新希望。神经假体可通过选择性刺激神经束进一步激活特定面部肌肉，弥补传统手术的不足。本研究旨在探索多通道袖套电极（Multichannel Cuff Electrode, MCE）的潜力，包括在急性和慢性设置中的选择性肌肉激活，以及在神经损伤后恢复中的表现。
研究设计与方法
本研究采用6只家养短毛猫（Felis catus）作为实验模型，分为以下实验组：
- 急性实验：2只猫接受急性终末实验，用于探索MCE在未损伤面神经上的选择性肌肉激活效果。
- 慢性实验：2只猫在未损伤的面神经上植入MCE，随访观察6个月以评估长期效果。
- 神经损伤实验：2只猫的面神经被完全切断并重新接触（无缝合），3个月后植入MCE以评估恢复情况。
所有手术操作严格遵循动物福利指南，并获得伦理委员会批准。多通道袖套电极由两组各含4个电极的“环”组成，能够提供8个独立的刺激点，允许通过单极刺激和“场调控”（field steering）实现不同肌肉的选择性激活。
研究结果
- 急性实验结果
- 激活特定通道（如通道1-3或6-8）能够选择性刺激特定肌肉，如眼轮匝肌（orbicularis oculi）。
- 其他通道（如4或5）主要刺激提耳长肌（levator auris longus）。
- 不同通道的电刺激强度和肌电图（EMG）响应清晰呈现肌肉选择性激活特性。
- 慢性实验结果（未损伤面神经）
- 经过长达5个月的随访，MCE在面部肌肉激活的稳定性和选择性上表现出色。然而，第6个月时，由于电极连接部位的碎屑堆积导致导电性降低，影响了肌肉响应。
- 组织学分析显示，长期植入的MCE并未显著增加面神经纤维化。
- 神经损伤后的实验结果
- 在面神经完全切断并重新接触的情况下，MCE仍然能够实现选择性肌肉激活。通过“场调控”技术（同时向多通道发送亚阈值电流），进一步优化了特定肌肉的激活效果。
- 3个月的随访期间，MCE植入的神经区域未出现显著纤维化或组织反应。
- 场调控技术的应用
- 通过同时向两个通道发送亚阈值电流（如通道2和5），能够实现更低电流水平下的目标肌肉激活。这不仅减少了刺激相关神经损伤的风险，还提升了整体选择性和效能。
讨论与临床意义
本研究首次在猫面神经瘫痪模型中系统评估了MCE的选择性肌肉激活能力，尤其是在神经损伤后的恢复过程中的表现。研究结果显示，MCE能够通过多通道刺激和“场调控”实现特定面部肌肉的精准激活，且长期植入后组织反应轻微。
尽管面神经主干的体节性组织排列较少，传统观念认为在神经损伤后再生的轴突缺乏组织性，但MCE通过优化电极设计和刺激参数，显著改善了肌肉激活的选择性。未来改进方向包括：
- 开发更小、更精细的电极阵列以进一步提升选择性；
- 在面神经分支或更远处植入电极以实现更局部化的控制；
- 结合封闭回路系统，通过实时监测对侧正常肌肉活动同步刺激瘫痪侧肌肉，优化面部运动的协调性和对称性。
此外，MCE的潜在应用范围不仅限于面神经瘫痪，也可扩展至其他外周或颅神经瘫痪的治疗，如周围神经损伤后的功能恢复。
结论
本研究提供了重要的概念验证数据，表明多通道袖套电极结合场调控技术在面神经瘫痪治疗中的应用潜力。无论是在未损伤神经的模型中，还是在神经损伤后的恢复过程中，MCE均表现出色。未来研究需进一步优化电极设计和参数设置，并探索其在人体临床应用中的可行性。
参考文献：
Selective Facial Muscle Activation with Acute and Chronic Multichannel Cuff Electrode Implantation in a Feline Model