研究背景外伤性视神经病变（TON）占颅脑损伤的2%—5%,常引起严重的视功能损害。TON的发病机制仍未完全清楚,目前认为其机制主要包括由外力导致的视神经的原发性损伤和由缺血及炎症等所致的继发性损伤两个方面。原发性损伤是不可逆的,其严重程度是由受伤瞬间的外力所决定,而继发性损伤则是原发性损伤后,在损伤区出现一系列氧化应激反应如视神经的水肿、炎症反应、局部缺血、过度激活的谷氨酸受体、脂质过氧化作用和钙离子超载等,造成神经元的髓鞘和胶质瘢痕的形成,以及神经节细胞（RGCs）的凋亡。在视神经损伤后轴索断裂致轴浆流运输中断、营养因子缺乏,大量的神经节细胞大约在损伤7天左右达到凋亡高峰,而RGCs的凋亡最终将导致患者视力下降甚至丧失。然而,继发性的损伤往往在伤后数周内仍造成持续的视神经损伤,因而它的损伤程度往往超过原发性损伤,但它可以通过有效治疗改善控制。目前临床上针对TON的治疗方法多样,但各种方法的疗效争议较大。一般伤后视力大于0.1者多采用药物保守治疗,而视力小于0.1者则可采用激素冲击、减压手术或二者联合治疗。TON治疗中最常用的手术方式是视神经管减压术,它是通过手术切除视神经管周围的骨壁,以减轻因视神经水肿、出血等引起的对视神经的压迫症状,从而缓解视神经的血运障碍,是治疗外伤性视神经病变常用的手术方法。视神经减压术最早采用的是经颅入路的手术方式,这种方式损伤大且手术风险也相对较高。随着内窥镜设备及鼻窦手术的不断发展,视神经减压术已发展为创伤更小的鼻内镜下经鼻视神经管减压术。常规的经鼻视神经管减压术是通过切除钩突,并将前后组筛窦以及部分蝶窦打开,进行视神经管减压。这种手术入路方式视野开阔,能够充分暴露视神经管,并且较容易操作,但不足之处是术中切除钩突和前、后组筛窦,会造成较大的医源性损伤。此外,当TON患者合并有复杂的颅底骨折时易损伤颅脑组织及眼眶组织,增加了手术中寻找视神经管位置的难度。因此,迫切需一种新的微创手术入路方式来进行视神经管减压,以提高手术的安全性及减少医源性的损伤。由于视神经管临近蝶窦和筛窦,由蝶骨小翼构成,如果从蝶窦入路行视神经管减压术,只需切除上鼻甲开放蝶窦及少部分后组筛窦,这样可以在一定程度上减少医源性损伤的发生。然而,单纯的手术治疗,虽可以减轻视神经管的压迫症状,但是仍无法改善损伤局部炎症微环境,阻止继发性损伤的发生。研究表明,间充质干细胞移植在治疗神经损伤修复方面具有良好的应用前景。间充质干细胞在脊髓损伤修复中能够提高大鼠的运动功能,改善病变局部的微环境利于神经功能的恢复。移植人脐带间充质干细胞（h UCMSCs）可以明显提高颅脑创伤后遗症患者的神经功能评分。此外,在损伤局部移植MSCs能够促进脊髓损伤的修复,并且MSCs对脊髓再生的影响是剂量依赖性的,可通过提高剂量加强疗效。在视神经损伤的动物模型中,通过玻璃体腔内注射MSCs可以促进大鼠RGCs的存活及轴突的再生,促进视神经（ON）损伤的恢复。另外,MSCs除具有再生修复功能外,还有极强的免疫抑制和抗炎功能。为此,我们认为在外伤性视神经病变患者通过经蝶窦入路视神经管减压暴露视神经管后,并在损伤局部移植h UC-MSCs一方面能促进视神经的再生修复,同时也可弱化视神经损伤局部的炎症微环境,进而减少视神经的继发性损伤和胶质瘢痕的形成,从而改善TON患者的预后。研究目的1.探讨明胶海绵支架对h UC-MSCs增殖的影响。2.探讨h UC-MSCs明胶海绵支架材料对大鼠视神经损伤的修复作用。3.探讨在CT后处理技术的辅助下进行鼻内镜下视神经管减压术的安全性及有效性。4.探讨局部移植h UC-MSCs联合改良视神经管减压术治疗对外伤性视神经病变患者的安全性,以期为TON寻找一种更为有效的治疗方法。研究方法1.分离培养人脐带来源的原代MSCs,通过流式细胞分析技术和定向诱导分化技术对MSCs的表面标志物及三系分化能力进行了鉴定;通过激光共聚焦显微镜观察明胶海绵的三维结构,通过共培养运用MTT法检测MSCs在明胶海绵支架上的增殖能力。2.通过建立大鼠视神经半横断损伤动物模型,利用HE染色、视觉诱发电位等观察间充质干细胞对大鼠视神经损伤的形态学及视功能的改变。3.利用CT后处理技术,模拟内镜下视神经管及颈动脉在蝶窦内壁上的解剖位置,并通过后处理容积成像（VR）技术显示出颈内动脉和视神经在蝶窦内侧壁上的位置,有利于手术中找寻视神经管的位置,增加手术的安全性,并通过收集患者在治疗前后的视力、视神经的管径、视神经管的长度和术后并发症等临床资料,来评估手术的安全性及有效性,并介绍一种可靠的辅助术中视神经管找寻的方法。4.招募20名外伤性视神经病变患者分为两组,一组为人脐带间充质干细胞移植（h UC-MSCT）联合视神经管减压术组,另一组为单纯视神经管减压组（ETOCD组）,通过观察患者术前及术后半年内最佳视力变化、色觉、相对性瞳孔传导阻滞（RAPD）、闪光视觉诱发电位（FVEP）等指标评价疗效,并通过观察MSCT后,患者体温、过敏反应、鼻腔感染、全身感染等指标,评估干细胞治疗的安全性。研究结果1.本课题采用体外贴壁法分离人脐带来源的MSCs,该细胞表面阳性表达CD90（99.82%）、CD29（99.76%）、CD44（99.39%）和CD105（95.37%）,阴性表达CD34（0.72%）、CD31（0.57%）和CD45（0.83%）,并且该细胞能够分化成脂肪、骨和软骨,具有三系分化潜能。利用明胶海绵作为干细胞生长的三维支架,具有较高的孔隙率及不溶胀,且材料最终能自行吸收,并且MSCs在明胶海绵支架上的增殖能力在培养96h及120h要显著高于无支架材料的对照组。2.本课题成功建立了大鼠视神经半横断损伤的动物模型,从形态学观察可以看到,MSCs移植组视神经及视网膜的损伤程度较损伤对照组明显减轻;从视功能来看,在损伤后各时间点,与正常组相比损伤组FVEP的波幅明显降低,潜伏期明显延长（P<0.05）。而实验组在各时间点,与正常组相比FVEP的潜伏期显著延长（P<0.05）,而波幅值在损伤后的第1天和第3天比正常组降低（P<0.05）,但在损伤后第7天至14天时,波幅与正常组无显著改变（P>0.05）;实验组与损伤组在各时间点,波幅明显增高及潜伏期明显缩短（P<0.05）。3.在CT后处理技术的辅助下,所有患者在术中都能正确找寻到视神经管的位置,我们的结果发现,有13例患者的视力（VA）有改善,总改善率为59.1%。术后出现1例轻度的脑脊液漏,通过平卧休息后症状改善,未观察到其他严重的并发症。我们还发现视神经管的内侧壁最长（p<0.05）。视神经管颅口管径最宽,与中段、眶口管径大小有显著差异（p<0.05）。4.20例TON患者均完成6个月的随访。未发生任何局部移植干细胞所造成的不良反应事件,研究无确切的有效性结果,所观察的视功能评价指标如视力、色觉、RAPD和VEP,在两组患者之间无显著性差异（P>0.05）。研究结论1.明胶海绵支架具有较高的孔隙率,能促进h UC-MSCs在其上的增殖,在一定时间内能够自行吸收,是理想的h UC-MSCs生长的支架材料。2.h UC-MSCs局部移植能够减轻大鼠视神经半横断损伤的程度并促进损伤的修复。3.ETOCD是一种可行的、安全的、有效的和微创的治疗方法。CT后处理技术有助于术者在手术中识别视神经管的位置。而视神经管内侧壁的减压长度可能不需要完全切除整个内侧壁,特别是靠近颅口处的骨壁不一定需要完全去除。4.10例TON患者局部移植同种异基因间充质干细胞是安全的,耐受性良好。