利多卡因贴片外周应用后背根神经节(DRG)的药物分布研究

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探讨利多卡因贴片位置对其分布的影响及肋间神经的运输作用,研究人员对家兔进行贴片实验。发现贴片越靠近脊柱,DRG 中利多卡因浓度越高,肋间神经是主要运输途径。该研究为临床贴片应用提供了方向。

  
在疼痛治疗领域,局部麻醉药的应用一直是研究热点。利多卡因作为一种经典的钠离子通道阻滞剂,其透皮贴片被广泛用于神经病理性疼痛(如带状疱疹后神经痛)的治疗。然而,关于利多卡因从皮肤表面经外周神经向中枢传递的具体机制,尤其是背根神经节(Dorsal Root Ganglion, DRG)的药物分布规律及运输途径,此前尚不完全明确。传统观点认为,利多卡因贴片仅通过局部皮肤渗透作用于外周神经末梢,但临床观察发现,其镇痛效果有时超出贴片覆盖区域,提示可能存在神经通路的跨神经元运输。因此,揭示利多卡因在体内的运输路径及分布特征,对于优化临床贴片应用策略具有重要意义。

为解决上述科学问题,山东第二医科大学附属医院疼痛医学科联合麻醉学系的研究团队开展了相关研究。该团队以家兔为实验对象,通过不同贴片位置(椎旁 vs 胸骨旁)、神经切断手术(切断肋间神经 vs 保留)及分段取材(T3-T8 脊髓节段)等实验设计,系统探究了利多卡因在 DRG、筋膜、脊髓等组织中的分布差异,以及肋间神经在药物运输中的作用。研究成果发表于《Scientific Reports》,为临床合理使用利多卡因贴片提供了重要的理论依据。

研究采用的关键技术方法包括:

  1. 动物模型构建:30 只雄性家兔随机分为三组(A、B、C),通过手术切除局部毛发后固定 5% 利多卡因贴片(14 cm×5 cm 或 10 cm×3.5 cm),覆盖特定肋间神经分布区域,部分组别实施肋间神经切断术。
  2. 组织取材与处理:贴片 12 小时后处死动物,采集双侧 DRG、筋膜、脊髓、血清及脑脊液样本,用于后续药物浓度检测。
  3. 药物浓度测定:采用高效液相色谱(High-Performance Liquid Chromatography, HPLC)技术,通过 Dikma C18 色谱柱分离,检测各组织中利多卡因的含量,数据经 IBM SPSS 27 软件进行统计学分析(独立样本 t 检验、配对 t 检验)。

研究结果


1. 运输距离对 DRG 和脊髓中利多卡因浓度的影响


  • 实验设计:A 组家兔分别在椎旁(A1)和胸骨旁(A2)贴敷利多卡因贴片,覆盖 T3-T8 肋间神经分布区。
  • 关键发现:A1 组治疗侧 DRG 的利多卡因浓度(683.43±57.12 μg/g)显著高于 A2 组(624.03±22.57 μg/g),且双侧 DRG 浓度均高于脊髓、血清和脑脊液。提示贴片位置越靠近脊柱(缩短运输距离),DRG 药物浓度越高,且药物主要通过神经通路而非血液循环运输。

2. DRG 和脊髓中利多卡因的节段性分布特征


  • 实验设计:B 组家兔在 T6-T8 节段双侧贴敷贴片,对比 T3-T5 与 T6-T8 节段的药物分布。
  • 关键发现:T6-T8 节段 DRG 的利多卡因浓度显著高于 T3-T5 节段,而脊髓中无显著差异。筋膜中仅在贴片覆盖的 T6-T8 节段检测到药物,未覆盖节段未检出。表明利多卡因在 DRG 中的分布具有节段特异性,且与贴片覆盖区域直接相关。

3. 肋间神经在利多卡因运输中的作用


  • 实验设计:C 组家兔分为神经切断组(C1)和对照组(C2),在 T5-T7 节段贴片后检测 DRG 药物浓度。
  • 关键发现:C1 组 DRG 利多卡因浓度(508.88±? μg/g)显著低于 C2 组,脊髓浓度也略有下降。证实肋间神经是利多卡因从外周向 DRG 运输的主要途径,切断神经会显著阻碍药物传递。

研究结论与讨论


本研究首次系统证实了肋间神经在利多卡因从皮肤向 DRG 运输中的关键作用,并发现贴片位置与 DRG 药物浓度呈正相关 —— 越靠近脊柱(如椎旁贴敷),药物通过肋间神经逆向运输至 DRG 的效率越高。这一机制解释了临床中贴片贴于疼痛区域附近疗效更佳的现象,同时为无法直接贴敷于损伤部位(如皮肤破损的带状疱疹患者)的情况提供了替代方案:可选择在邻近脊柱的健康皮肤贴敷,通过神经通路实现镇痛效果。

此外,研究还发现 DRG 中的利多卡因浓度显著高于局部皮肤和脊髓,提示 DRG 可能是利多卡因发挥镇痛作用的关键靶点。其作用机制可能与抑制 DRG 内电压门控钠通道(如 Nav1.8)及瞬时受体电位通道(TRPV1 等)有关,进而阻断疼痛信号向中枢的传递。值得注意的是,对侧 DRG 中也检测到低浓度利多卡因,推测可能通过脊髓对称性神经连接扩散,这为镜像痛(Mirror Pain)的治疗提供了新视角。

尽管研究未涉及长期疗效及药物代谢动力学,但通过多组学实验设计,明确了利多卡因透皮给药的神经运输路径,为优化临床用药方案(如贴片位置选择、剂量调整)提供了直接的实验依据。未来可进一步探索延长贴片作用时间、联合其他镇痛靶点的可能性,以推动透皮给药技术在慢性疼痛管理中的应用。

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