\RequirePackage{ifpdf}
\ifpdf % We are running pdfTeX in pdf mode
\documentclass[pdftex]{kau-ukr}
\else
\documentclass{kau-ukr}
\fi


\begin{document}

\selectlanguage{ukrainian}

% Поле нижче з порядковим номером статті буде заповнене технічним персоналом конференції. Будь ласка, не заповнюйте його самостійно.
\renewcommand{\ArticleNumber}{biol.04}

\FirstPageHeading

% Коротка назва статті%
\ShortArticleName{Вплив виду загальної анестезії на відновлення сенсорної функції}

% Повна назва статті
\ArticleName{Вплив виду загальної анестезії на відновлення\\ сенсорної функції після перетину та нейрорафії\\ сідничого нерва}

% Перелік авторів з вказанням афіляції шляхом індексування (як у прикладі)
\Author{Валентин В. ЯРИНКА~$^{\rm 1}$, Тарас І. ПЕТРІВ~$^{\rm 2}$, Володимир В. МЕДВЕДЄВ~$^{\rm 3}$, \newline Зія К. МЕЛІКОВ~$^{\rm 4}$}

\AuthorNameForHeading{В.В.~Яринка, Т.І.~Петрів, В.В.~Медведєв, З.К.~Меліков}

\Address{$^{\rm 1)}$~Київський академічний університет, Київ, Україна} % Адреса першого автора
\EmailD{v.yarynka@kau.edu.ua}
\orcidD{0009-0009-4905-3043} %ORCID першого автора

\Address{$^{\rm 2)}$~Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П.\ Ромоданова НАМН України; \\
\hphantom{$^{\rm 2)}$}~Приватний заклад вищої освіти ``Академія Добробут'', Київ, Україна} % Адреса другого автора
\EmailD{petrivtaras@gmail.com}% електрона адреса другого автора
\orcidD{0000-0001-9160-8908} %ORCID другого автора

\Address{$^{\rm 3)}$~Національний медичний університет імені О.О.~Богомольця; \\
\hphantom{$^{\rm 3)}$}~Приватний заклад вищої освіти ``Академія Добробут'', Київ, Україна} % Адреса третього автора
\EmailD{vavo2010@gmail.com}% електрона адреса другого автора
\orcidD{0000-0001-7236-3191} %ORCID третього автора

\Address{$^{\rm 4)}$~Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П. Ромоданова НАМН України;  \\
\hphantom{$^{\rm 4)}$}~Національний медичний університет імені О.О.~Богомольця, Київ, Україна} % Адреса третього автора
\EmailD{melikov\_ziya@ukr.net}
\orcidD{0009-0009-5504-1188} %ORCID четвертого автора
% Кількість співавторів не повинна перевищувати ЧОТИРЬОХ

% У випадку наявності лише одного автора, використовуйте макет нижче, прибравши позначки "%" і видаливши інформацію про авторів вище.
%\Author{Тарас ШЕВЧЕНКО}
%\AuthorNameForHeading{Т.~Шевченко}
%\Address{Університет, Місто, Країна}
%\Email{email1@address}
%\orcidD{0000-0001-0002-0003}

% Поля нижче із датами отримання першої та остаточної версії статті будуть заповнені технічним персоналом конференції. Будь ласка, не заповнюйте їх самостійно.
\ArticleDates{Отримано 20 квітня 2025, у фінальній формі 23 червня 2025}

% Будь ласка, впишіть анотацію до своєї роботи сюди.
\Abstract{Травма периферичного нерва (ТПН) спричиняє тривалі сенсомоторні порушення та може призводити до інвалідизації. У тваринних моделях вибір загальної анестезії впливає не лише на успішність хірургічного втручання, а й на подальше відновлення. Інгаляційні анестетики, зокрема ізофлуран, забезпечують швидке відновлення поведінкової активності тварин, але можуть спричинити неконтрольовані рухи та м'язову ригідність у ранній післяопераційний період, що потенційно ускладнює реабілітацію.
У цьому дослідженні порівнювався вплив двох видів загальної анестезії --- інгаляційної (ізофлураном) та ін'єкційної (комбінацією кетаміну з ксилазином) — на відновлення сенсорної функції сідничого нерва щурів після перетину та негайної нейрорафії.  У групі з ізофлурановою анестезією спостерігалося стійке зниження теплової чутливості на прооперованій лапі та механічна гіпоалгезія на обох кінцівках наприкінці експерименту. У групі з кетамін-ксилазином, підвищення порогу до теплового подразника тривало лише з 2 по 12 тиждень, а механічна гіпералгезія --- лише на 2 тижні.
Ін'єкційна анестезія сприяє іммобілізації кінцівки та зменшенню післяопераційних ускладнень, за рахунок комбінації з міорелаксантом ксилазином, тоді як ізофлуранова анестезія без премедикації може негативно впливати на відновлення сенсорної функції.}

% Вкажiть від 4 до 8 ключових слiв або фраз, роздiлених крапкою з комою
\Keywords{травма периферичного нерва; нейрорафія; загальна анестезія; ізофлуран; кетамін-ксилазин; сенсорна функція; тест Харґрiвза; тест фон Фрея}

\section{Вступ}

Травма периферичного нерва (ТПН) є серйозною бiомедичною проблемою, яка характеризується як довготривалими, так i довiчними розладами опорно-рухового апарату, сенсорними порушенями та хронiчним болем~\cite{Houdek2015, Melikov2023} Для цивiльних у мирний час рiвень захворюваностi на цю патологiю є вiдносно низьким~\cite{Tapp2019}. Пiд час збройних конфлiктiв тенденцiя ураження периферичних нервiв є дуже високою через наявність ризику отримання характерних ран вiд вогнепальної зброї та вибухiв в ходi бойових зiткнень. Кінцівки є найбільш вразливими, їх травматизацiя часто супруводжуються ушкодженням магiстральних кровоносних судин i довгих кiсток\cite{Nelson2022, Tsymbaliuk2015}.
Сенсорні порушення після ТПН включають в себе великий спектр симптомiв, такi як: алодинiя, гiпералгезiя, парестезiя та спонтанний біль. Цi патологiї об'єднують в поняття нейропатичного болю \cite{Osborne2018}. Найбiльш поширеними змiнами сенсорного профiлю, якi виникають у людей є втрата чутливостi (37\%), механiчна гiпералгезiя (59\%) i теплова гiпералгезiя (50\%) \cite{Vollert2017}.

Для дослідження нейропатичного болю використовують рiзнi твариннi моделi. Вони служать для того, щоб вiдтворити рiзноманiтнi травматичнi ситуацiї та розробити стратегiю їх лiкування \cite{Stemkowski2013}. Наразi в медичнiй практицi широко застосовується  зшивання ``кiнець-у-кiнець'', --- вона ж епiневральна нейрорафiя, --- але за умови, якщо розрив мiж дистальним та проксимальним куксами нерва складає не бiльше 5~мм. Однак якщо цей розрив становить 10~мм i бiльше, тодi нервовi волокна пiд натягом будуть гiрше вiдновлюватись \cite{Belkas2004, Jaeger2011}. В цих випадках застосовуються складнiшi технiки: аутонейропластика та штучнi трубчастi трансплантанти  \cite{Safa2016, Navissano2005}.

Безсумнiвно, хiрургiчне втручання неможливе без загальної анестезiї. Вона вiдiграє ключову роль у етичному використаннi тваринних моделей у дослiдженнях~\cite{Oh2024}. Ефективнiсть застосування того чи iншого наркозу залежить вiд дiючої речовини та способу його введення в органiзм. Вибiр того чи iншого препарату залежить вiд цiлей експерименту, хiрургiчної процедури та фізіологічного стану тварини. Як у біомедичних дослідженнях, так і у ветеринарії застосовуються такі види загальної анестезії: інгаляційна, ін'єкційна та комбіновані варіанти. Наприклад, кетамiн, як ін'єкційний препарат, використовують в поєднаннi iз мiорелаксантом ксилазином. Це потрібно для уникнення ригiдності м'язiв, а також спазмiв пiд час пробудження. В той же час, iнгаляцiйна анестезiя такими препаратами як севофлуран, галотан та ізофлуран, вважається однiєю iз найефективнiших через ряд переваг: низьку стресогенність, зручний контроль седації та короткий період післяопераційного відновлення поведінкової активності тварин. З переваг також вiдзначають найменший ступінь бiотрансформацiї, бо бiльша частина цих речовин видихається iз повiтрям. Мiнiмальне втручання на метаболiзм iнших лiкарських засобiв стало їх ключовою перевагою у використаннi в бiомедичних дослiдженнях~\cite{Hohlbaum2018, Flecknell2015}.

В літературі не приділяється увага порівнянню тих чи інших анестезуючих засобів між собою.  Фактор пiсляоперацiйної iммобiлiзацiї пiддослiдної тварини може мати вирішальне значення для відновлення функціональності сідничого нерва після травми. Інгаляційні анестезуючі засоби за рахунок короткого періоду сну після операції, мають ризик неспроможності шовного з'єднання кукс перетнутого нерва. А використання м'язових релаксантiв по типу ксилазину може мінімізувати ризик атрофічних змін в органах-мішенях сідничого нерва.
Вiдновлення сенсорної функцiї кiнцiвки є головною умовою повноцiнного одужання та реадаптацiї. Через некоректну роботу чутливих волокон може виникнути широкий спектр пiсляоперацiйних ускладнень, що характеризується як нейропатичний бiль. В контекстi роботи кiнцiвок важливими є дискримiнацiйнi властивостi соматосенсорних рецепторiв шкiри, якi вiдповiдають за сприйняття теплових та механiчних подразникiв~\cite{Menzer2013}. Для того, щоб кiлькiсно обрахувати характерну змiну порогу больової чутливостi щурiв пiсля операцiйного втручання, застосовують рiзнi поведiнковi тести. Одні з найпоширених є --- тест Харґрiвза та тест фон Фрея, якi дозволяють оцiнити теплову та механiчну ноцицепцiю вiдповiдно~\cite{Deuis2017}. Тест Харґрiвза дає оцiнку часу затримки реакцiї у вiдповiдь на подразник у виглядi променя свiтла, який вимикається, як тiльки тварина прибирає лапу вiд джерела променя, який є водночас i сенсором~\cite{Hargreaves1988}. Порiг механiчної чутливостi визначається тестом фон Фрея. Метою цього методу є визначення сили, пiд час прикладання якої в дослiджувану зону пiдшкiрної iннервацiї можна спостерiгати характерну больову поведiнку у 50\% випадкiв прикладання подразника. Цим механiчним подразником виступає серiя нейлонових фiламентiв з рiзною калiброваною силою~\cite{Chaplan1994}.

Дана робота була зосереджена на дослiдженнi впливу рiзних видiв загальної анестезiї на вiдновлення сенсорних функцiй пiсля травми периферичного нерва. Порiвняння стосується кетамiн-ксилазинового та iзофлуранового наркозiв.

\section{Матеріали та методи}
\subsection{Тварини та їх утримання}
Дослiдження було виконано на щурах-самцях лiнiї Wistar вiком 1,5--2 мiсяцiв i вагою 190--230 грам. Тварини утримувались в стандартних умовах вiварiю з 12-годинним свiтловим режимом, кiмнатною температурою в $22\pm 2$~$^\circ$C, пiдтримувану обiгрiвачем взимку; в чистих клiтках з вiльним доступом до їжi та води. Всi процедури проводили вiдповiдно до мiжнародних етичних норм та були затвердженi локальним комiтетом з бiоетики.
Було сформовано дві експериментальнi групи:
\begin{enumerate}\itemsep=0pt
\item[1)] група 1 (6 тварин) --- ізофлуранова анестезія;
\item[2)] група 2 (5 тварин) --- кетамін-ксилазинова анестезія.
\end{enumerate}

\subsection{Операційна процедура}
Перед безпосереднiм хiрургiчним втручанням, для першої групи, загальна анестезiя iзофлураном здiйснювалась iнгаляцiйно поетапно: спочатку 3\% iзофлурану постачалось у камеру з твариною, пiсля глибокого засипання --- пiд маску, пiд час операцiї --- 1,6\%. Для другої групи, загальна анестезiя вводилась iн'єкцiйно, перитонiально сумiшшю ксилазин гiдрохлориду у дозi 15~мг/кг (``Biowet'', Польща), та кетамiн гiдрохлориду у дозi 75 мг/кг (``Фармак'', Україна).
Модель ТПН: повний перетин сідничого нерва iз накладанням епiневральних швiв ``кінець-у-кінець'' атравматичною голкою 9-0, у числi вiд~2 до~4 швiв до задовiльного спiвставлення пучкiв (рис.~\ref{fig:plot1}\,(А--С)).  Рану було зашито у 2 ряди вузлових швiв --- 2 шва на м'язи i кiлька швiв на шкiру, нитка з атравматичною голкою 4-0. Мiкрохiрургiчне зшивання сiдничого нерва проводились пiд стереомікроскопом (Olympus, SZX7). Пiд час операцiй пiддослiднi перебували на термокилимоку для уникнення гiпотермiї. Операційні процедури виконували на лівій лапі, права була інтактною.

Пiсля завершення операцiї, пiддослiдним було введено антибiотик бiцилiн-5 (ПАТ ``Київмедпрепарат'') 1,5 млн. ОД одного флакону було розведено на 10 мл iзотонiчного розчину NaCl. Введення здiйснювалось одразу пiсля накладання останнього шва на рану, по 1 мл розчину у холку тварини. Дозування бiцилiну було перераховано як 600~тис. ОД на 1~кг живої маси. Також було проведено протизапальну терапiю у виглядi дексаметазону (KRKA, Словенiя), у дозi 5~мг на кг живої маси.

Прокидання тварин було забезпечено в окремому залiзному перфорованому боксi-пе\-ре\-носцi, iз зачиненою кришкою. Тривалiсть прокидання до задовiльної поведiнкової активностi у випадку загальної анестезiї iзофлураном склала 20--30 хвилин. У випадку кетамiн-ксилазинової групи --- до 2~годин.

\subsection{Поведінкові тести}
\subsubsection{Тест Харґрiвза}
Для кiлькiсного визначення часу затримки реакцiї на тепловий подразник заднiх лап щурiв, ми використовували тест Харґрiвза, приладом Ugo Basile (код: 37370UB). Тварину помiщали у камеру з прозорим дном з органiчного скла. В цьому тестi ми направляли сенсор iз джерелом інфрачервоного випромінювання на пiдошовну частину задньої лапи. Час вiд початку стимуляцiї до характерної реакцiї тварини фiксувався як порiг вiдведення лапи на тепловий подразник~\cite{Hargreaves1988}. Тепловий промiнь спрямовувався на пiдошовну поверхню задньої лапи в зону пятки. Окрім відсмикування лапи, до больових реакцій також зараховувалися облизування лапи та вокалізація. У тварин до операцiї та на контрольних лапах порiг часу до прояву реакцiї складав 10--12 секунд. Граничний перiод часу сягав 30--33 секунди, пiсля чого пристрiй вимикався для уникнення пошкодження тканин. Тестування проводилось на кожну лапу по 5 разiв iз iнтервалом мiнiмум 3--5 хв. для однiєї лапи одного щура. Перед проведенням тестувань щури були помiщенi в тестовi камери для аклiматизацiї, перед першим тестуванням це склало вiд 30 до 40~хв., а в подальшому --- 20--30 хв. Аклiматизацiя закiнчувалась в момент, коли вони переставали займатися грумiнгом~\cite{Cheah2017}.

 \subsubsection{Тест фон Фрея}
Для оцiнки механiчної чутливостi, було проведено тест фон Фрея. У цьому тестi тварин помiщали окремо в невеликi клiтки з сiтчастим дном. Аналогiчно до вищезгаданого тесту, перед цим тваринi давали аклiматизуватися до нових умов, принаймні пiвгодини до проведення тесту. У~той же час, для визначення порогу механiчної чутливостi, використовувався набiр відкаліброванихмонофiламентiв вiд Touch-Test (Stoelting, 58011). Вони прикладалися перпендикулярно до пiдошовної поверхнi задньої лапи, доки фiламент не згинався, створюючи постiйну попередньо визначену силу (перерахованої в грамах) протягом 2--3 секунд. Позитивною вiдповiдю ми вважали ту, коли щур показував агресивну поведiнку. Тобто, коли вiн рiзко облизував дослiджувану лапку, здiйснював вокалiзацiю або пiд час подразнення лапи, або вiдразу пiсля видалення фiламенту~\cite{Chaplan1994}.
Тест виконувався лише тодi, коли щур спокiйно сидiв на сiтчастiй пiдлозi, в станi неспання i не пiд час грумiнгу. Область прикладання монофiламенту залежить вiд проведенної операцiї. Так як ми здiйснювали перетин сiдничого нерва, тестування проводилось на латеральнiй частинi стопи щурiв, бо саме там проходить iннервацiя гiлок сiдничого нерву --- великогомiлкового та сурального нервів~\cite{Decosterd2000}.
У~нашому тестi ми використали методику ``up-down''~\cite{Deuis2017}. Тестування починалось iз завчасно визначеного порогу реакцiї тварин (з фiламенту у 26~г). При позитивнiй реакцiї, наступним ми використовували слабший фiламент. При негативнiй реакцiї (вiдсутнiсть вiдповiдi) --- застосовували сильнiший фiламент. Пiсля першого перетину вiдповiдей (позитивна змiнилась на негативну, або навпаки) тест тривав доти, доки не було записано ще 4 послiдовних вiдповiдей. В нашому випадку, було мiнiмум 6 вимiрювань загалом (патерн), що було достатньо для оптимального розрахунку значення сили фiламенту, при якому, в~50\% випадкiв, пiддослiдна тварина реагує на подразник. Для його розрахунку, отриманi патерни оброблялись в онлайн-калькуляторi Von-Frey~--- 1.0 вiд DTU Health Tech~\cite{Christensen2019}.\looseness=1

\subsection{Cтатистичний аналіз}
Данi аналiзували за допомогою програмного забезпечення RStudio (версiя 4.2.0). Для порiвняння мiж незалежними групами використовували U-критерiй Манна--Уiтнi , використовували непараметричний H-критерiй Крускела--Волiса для порiвняння розподiлiв даних в обох групах анестезiї визначених тижнiв протягом експерименту, а пiсля цього було виконано пост-хок аналiз iз поправкою на попарнi порiвняння дооперацiйного 0-го та усiма iншими тижнями, використовуючи тест Вiлкоксона з поправкою Бенджамiнi--Хохберга. Статистично значущими вважались результати при рівні значущості $p < 0{,}05$.

\section {Результати та обговорення}
\subsection{Оцінка теплової ноцицепції}
\subsubsection{Порівняння на 2-му тижні}
Для оцiнки вiдмiнностей теплової чутливості мiж iпсилатеральною та контралатеральною лапами в рiзних групах на другий тиждень пiсля операцiї, було застосовано ранговий U-критерiй Манна--Уiтнi для незалежних груп. Також було здiйснено порiвняння затримки реакцiї мiж прооперованими лiвими лапами в обох групах анестезії тварин мiж собою. Порiвнюючи затримку реакції між прооперованою та контрольною лапою у двох групах анестезії (рис.~\ref{fig:plot1}\,(D)),було виявлено статистично значущу різницю  на одному рiвнi значущостi ($p < 0{,}01$). Це, у свою чергу, свiдчить про зниження чутливостi до теплових подразникiв пiдшкiрною мережею нервових закiнчень гiлок прооперованого сiдничого нерва, через демiєлiнiзацiю нервових волокон. При цьому, порівнюючи значення затримки реакції  iпсилатеральних лап між групами анестезії (рис.~\ref{fig:plot1}\,(E)), не було виявлено статистично значущої рiзницi ($p = 0{,}314$), теж саме i для контралатеральних лап ($p = 0{,}247$).
Ступінь вираженості теплової гіпоалгезії, яка виникала внаслідок перетину сідничого нерва, в порівнянні з контралатеральною лапою не відрізнялась між двома групами на другий тиждень після операції. Початок тестувань припадає на 2 тиждень через те, що саме в цей час ініціюється початок ремієлінзації та активних репаративних процесів у місці ураження. Це є піком активності клітин Шванна, біосинтезу фактору росту фібробластів (FGF-1), нейрегуліну-1 різних типів (NRG1) та інших факторів, які забезпечують ці процеси~\cite{Taveggia2005}.

\begin{figure}[t]
    \centering
\includegraphics[width=0.95\textwidth]{2week2iso+ket_new.png}
    \caption{\textit{Хірургічна процедура та графіки порівнянь теплової чутливості на $2$-му тижні після операції.}
        Мікрофотографії операційних втручань, що були здійснені на різних тваринах:
        A~--- 3--4 епіневральних шви;
        B~--- діастаз сідничого нерва внаслідок його перетину;
        C~--- 2--3 епіневральних шви.
        Графіки часу затримки реакції (в секундах) на тепловий подразник в обох групах по виду анестезії~(D) і лапах тварин~(E).
        Було виявлено статистично значущу різницю між іпсилатеральними (лівими) та контралатеральними (правими) лапами в межах кожної з груп загальної анестезії.
        Водночас, порівняння цих показників між двома видами анестезії не виявило статистично значущої різниці.
        Пунктирною лінією позначені значення больового порогу окремих щурів на обох лапах.}    \label{fig:plot1}
\end{figure}

\subsubsection{Зміна теплової чутливості протягом експерименту}
Для порівняння розподілів даних у двох групах анестезії у визначених тижнях протягом експерименту (0, 2, 8, 12, 16, 20 і 24), було застосовано непараметричний H-критерій Крускела--Воліса для оцінки порогу теплової чутливості протягом усього експерименту. Для групи з кетамiн-ксилазиновою анестезiєю спостерiгалась статистично значуща рiзниця при ${\rm H}(6) = 18{,}83$, $p = 0{,}004$ для iпсилатеральної лапи, i без значущої рiзницi при ${\rm H}(6) = 10{,}79$, $p = 0{,}09$ для контралатеральної лапи. Цiкаво, що для групи з iзофлурановим наркозом була встановлена статистично значуща рiзниця для обох лап: ${\rm H}(6) = 19{,}9$, $p = 0{,}003$ (для iпсилатеральної лапи) та ${\rm H}(6) = 15{,}27$, $p = 0{,}018$ (для контралатеральної лапи). Пiсля цього було виконано пост-хок аналiз iз поправкою на попарнi порiвняння мiж дооперацiйним та усiма iншими тижнями, використовуючи тест Вiлкоксона з поправкою Бенджамiна--Хохберга.

Попарнi порiвняння показали, що в групi iзофлуранової анестезiї (рис.~\ref{fig:plot2}\,(А)) значення дооперацiйного 0-го тижня достовiрно вiдрiзнялася вiд значень усiх тижнів включно з 24-м тижнем ($p < 0{,}01$) в бік підвищення затримки реакції на тепловий стимул. В той час як у групi кетамiнової анестезiї (рис.~\ref{fig:plot2}\,(B)) значущi вiдмiнностi було виявлено лише для тижнів 2, 8, 12 ($p < 0{,}05$), тодi як 16--24 не продемонстрували статистично значущих вiдмiнностей ($p > 0{,}05$). Можна припускати, що при ін'єкційній анестезії відбулось правильне проростання термочутливих волокон. На відміну від інгаляційної анестезії ізофлураном, при якій гіпоалгезія зберігається і наприкінці експерименту.

\begin{figure}[t]
    \centering
\includegraphics[width=1\textwidth]{iso+ket_durweek new.png}
    \caption{\textit{Графіки попарних порівнянь динаміки відновлення теплової чутливості в групах по виду загальної анестезії та лапах тварин.} А~--- при ізофлурановій анестезії спостерігалась статистично значуща гіпоалгезія на іпсилатеральній лапі протягом усього періоду експерименту; B~--- у кетамін-ксилазиновій групі (іпсилатеральна лапа) повернення теплової чутливості на доопераційний рівень відбувається вже після 12-го тижня; C~---  ізофлуранова анестезія (контралатеральна лапа); D~--- кетамін-ксилазинова анестезія (контралатеральна лапа).}    \label{fig:plot2}
\end{figure}

Порівнюючи зміну часу затримки реакції контралатеральних лап між доопераційним~станом і протягом всього експерименту при ізофлурановій (рис.~\ref{fig:plot2}\,(C))  та кетаміновій (рис.~\ref{fig:plot2}\,(D))  видах анестезії не було виявлено статистично значущої рiзницi ($p > 0{,}05$).
Можна висловити припущення, що у групі, яка мала кетамін-ксилазинову анестезію під час операції, відбулось правильне проростання чутливих волокон, відповідальних за теплову чутливість. Про це свідчить повернення чутливості іпсилатеральної лапи на доопераційний рівень з 16 тижня та відсутність рецидиву гіпоалгезії надалі. Натомість у групі ізофлуранової анестезії не спостерігалося відновлення чутливості до термічного подразника включно до завершення експерименту на 24-му~тижні. Це може бути пов'язано з тим, що при застосуванні кетамін-ксилазинової анестезії тварини певний час не рухали кінцівкою, на якій проводились хірургічні втручання, а також завдяки використанню міорелаксанту ксилазину, який сприяє уникненню м'язової ригідності та спазмів під час пробудження~\cite{Hohlbaum2018, Flecknell2015}. Однак підтвердити чи спростувати ці припущення можна буде лише після проведенної морфометрії.

\subsection{Оцінка механічної ноцицепції}
\subsubsection{Порівняння на 2-му тижні}

Аналогiчно до тесту Харґрiвза, було проведено оцiнку стану механiчної чутливостi прооперованої та контрольних лап двох груп на другий тиждень пiсля операцiї, використовуючи ранговий U-критерiй Манна--Уiтнi. Порiвнюючи пороги вiдсування лап на ту чи iншу силу, розраховану в грамах (рис.~\ref{fig:plot3}\,(A)), мiж iпсилатеральоною та контралатеральною лапами у групах ізофлуранової та кетамін-ксилазинової груп були виявленi статистично значущi рiзницi. В групi iзофлуранової анестезiї вона була на рiвнi $p < 0{,}05$, в той час як в кетамiн-ксилазиновiй групi вона була на рiвнi $p < 0{,}01$. Порiвнюючи поріг механічної чутливості  між прооперованою та контрольною лапою у двох групах анестезії, було виявлено статистично значущу різницю  на одному рiвнi значущостi ($p < 0{,}01$). Таким чином, на 2-му тижнi пiсля операцiї, в обох групах можна було прослiдкувати механiчну гiпералгезiю, яка могла виникнути через периферичну сенситизацiю~\cite{Decosterd2000}.
При цьому, порівнюючи значення порогу реакції  iпсилатеральних лап між групами анестезії (рис.~\ref{fig:plot3}\,(B)), не було виявлено статистично значущої рiзницi ($p = 0{,}927$), теж саме i для контралатеральних лап ($p = 1{,}000$).

\begin{figure}[t]
    \centering
\includegraphics[width=0.7\textwidth]{iso+ketVF2week.png}
    \caption{\textit{Графіки порівнянь механічної чутливості на $2$-му тижні після операції.}
Поріг механіч\-ної чутливості (в грамах)  в обох групах по виду анестезії~(А) і лапах тварин~(B).
        Було виявлено статистично значущу різницю між іпсилатеральними (лівими) та контралатеральними (правими) лапами в межах кожної з груп загальної анестезії. Водночас, порівняння цих показників між двома видами анестезії не виявило статистично значущої різниці.} \label{fig:plot3}
\end{figure}


\subsubsection{Зміна механочутливості протягом експерименту}

Для порівняння розподілів даних у двох групах загальної анестезії у визначених тижнях протягом експерименту (0, 2, 12, 20 i 24) було застосовано непараметричний H-критерій Крускела--Воліса для оцінки порогу механічної чутливості протягом усього експерименту.
Для iпсилатеральної лапи спостерiгалась статистично значуща рiзниця при ${\rm H}(6) = 18{,}30$, $p = 0{,}006$ (ізофлуранова група) та ${\rm H}(6) = 15{,}86$, $p = 0{,}015$ (кетаміно-ксилазинова група). Що свiдчить про наявнiсть суттєвих вiдмiнностей мiж принаймнi однiєю парою груп. Пiсля цього було виконано пост-хок аналiз iз поправкою на попарнi порiвняння мiж дооперацiйним 0-им та усiма iншими тижнями, використовуючи тест Вiлкоксона з поправкою Бенджамiна--Хохберга.
Попарні порівняння показали, що поріг реакції на механічні стимули на іпсилатеральній лапі у групі ізофлуранової анестезії (рис.~\ref{fig:plot4}\,(А)) статистично значущо відрізнявся від доопераційного рівня лише на 20-му тижні ($p < 0{,}05$), в напрямку збільшення порогу до механічних подразників. У групі кетамінової анестезії (рис.~\ref{fig:plot4}\,(B))  значущі відмінності спостерігалися лише на 2-му тижні, що відповідає піку периферичної сенситизації через демієлінізацію, яка проявляється гіпералгезією ($p < 0{,}01$).

У випадку контралатеральної лапи, група ізофлуранової анестезії (рис.~\ref{fig:plot4}\,(С)) демонстрала поступове збільшення больового порогу на останніх тижнях експерименту (20-й та 24-й тижні) в порівнянні з доопераційним станом ($p < 0{,}05$). А група, якій було введено кетамін-ксилазин (рис.~\ref{fig:plot4}\,(D))  під час операції не демонструвала статистично значущу різницю між станом до та після операції. Можна висловити припущення, що збільшення порогу чутливості до механічних подразників як в іпсилатеральній, так і контралатеральній лапі наприкінці експерименту могло виникнути через некоректну роботу прооперованої лапи та, внаслідок цього, через адаптивну реакцію інтактної кінцівки. Також тут є місце перебудові сигнальних шляхів у ЦНС через процес ремієлінізації~\cite{Decosterd2000}.


\begin{figure}[t]
    \centering
\includegraphics[width=0.98\textwidth]{iso+ket VF_durweek.png}

\vspace{-1mm}

    \caption{\textit{Графіки попарних порівнянь динаміки відновлення механічної чутливості в групах по виду загальної анестезії та лапах тварин.} А~--- при ізофлурановій анестезії спостерігалась статистично значуща гіпоалгезія на іпсилатеральній лапі лише на 20-й тиждень; B~--- у кетамін-ксилазиновій групі (іпсилатеральна лапа) була виявлена значуща гіпералгезія на 2-й тиждень; C~--- при ізофлурановій анестезії (контралатеральна лапа) спостерігалось статистично значуще підвищення больового порогу на~20 та~24 тижнях;  D~--- при кетамін-ксилазиновій анестезії (контралатеральна лапа) значущих змін в порівнянні з доопераційним рівнем не спостерігалось протягом експерименту.}\label{fig:plot4}
\end{figure}

З огляду на отримані результати, які свідчать про збереження гіпоалгезії на теплові подразники у групі з ізофлурановою анестезією, варто доопрацювати протоколи знечулення експериментальних тварин, зважаючи на міжнародний досвід виконання анетезіологічних процедур. Одним із ключових кроків є обов'язкове включення премедикації до операцій з~моделювання травми периферичного нерва. Особливу увагу слід приділити застосуванню міорелаксантів з метою запобігання атрофічним змінам у денервованих м'язах, як у випадку групи з кетамін-ксилазиновою анестезією. Окрім премедикації, важливим є післяопераційне введення анальгетиків для полегшення больового синдрому. Дієвим підходом до проведення загальної анестезії також є комбіноване використання ін'єкційних препаратів для індукції наркозу та інгаляційних засобів для підтримання сну тварини протягом операції~\cite{Hohlbaum2018, Flecknell2015}.

\section{Висновки}

У цьому дослiдженнi було проведено порiвняння впливу двох видiв загальної анестезiї --- iзофлуранової та кетамiн-ксилазинової --- на вiдновлення сенсорної функцiї сідничого нерва щурiв протягом 24 тижнiв пiсля проведення перетину i епiневральної нейрорафiї.
Було встановлено, що у тварин, яких анестезували ізофлураном, спостерiгалась підвищення больового порогу до теплового подразника на прооперованiй кiнцiвцi, яке зберігалось протягом усього експерименту. Крiм того, в цій групi виникала механічна гіпоалгезія як на iпсилатеральнiй, так i на контралатеральнiй лапах наприкiнцi експерименту. У~той час як у групі з кетаміно-ксилазиновою анестезією порiг теплової чутливостi був пiдвищений лише в період між 2-м та 12-м тижнями після операції, пiсля чого вiдновлювався до норми.
Комбiнацiя кетамiну та мiорелаксанту ксилазину сприяє iммобiлiзацiї кiнцiвки на ранньому пiсляоперацiйному етапi i, враховуючи цей факт та отриманi результати поведiнкових тестiв, можна припустити, що з цим видом загальної анестезії є можливiсть мiнiмiзувати ускладнення, якi можуть виникати в бiомедичних дослiдженнях з тваринними моделями, на яких випробовують рiзноманiтнi стратегiї лiкування ТПН. А~використання інгаляційних анестезуючих препаратів варто комбінувати з обов'язковою премедикацією для уникнення післяопераційних ускладнень.
Результати цiєї робити можуть стати доповненням протоколiв проведення операцiй для забезпечення ефективного використання загальної анестезiї задля уникнення як страждання тварини, так і небажаних ефектів пiд час проведення експериментiв з рiзними моделями травм. В подальшому планується порівняти відновлення моторної функції, проаналізувавши зміну функціонального індексу сiдничого нерва (SFI) протягом експерименту. Також планується дослiдити зразки сiдничих нервiв обох груп імуногістохімічним аналізом та методом конфокальної мiкроскопiї.







\subsection*{Подяки}

Щиро вдячнi керiвнику вiддiлу бiофiзики сенсорної сигналiзацiї Iнституту фiзiологiї iм. О.О. Богомольця Павлу Бiлану за наукове керiвництво та плiднi дискусiї пiд час виконання роботи. Окремо висловлюємо подяку iнженерам Борису Олiфiрову та Валерiї Устименко за допомогу в статистичнiй обробцi результатiв поведiнкових тестiв.


\subsection*{Фінансування}

Це дослідження було профінансоване грантом Національного фонду досліджень України (проєкт №~2021.01/0328), наданого Нані Войтенко.



\phantomsection
\renewcommand{\refname}{Список використаних джерел}

\pdfbookmark[1]{References}{ref}
\begin{thebibliography}{99}
\footnotesize\itemsep=0pt
\providecommand{\eprint}[2][]{\href{http://arxiv.org/abs/#2}{arXiv:#2}}

%1
\bibitem{Belkas2004}
Belkas J.S., Shoichet M.S., Midha R.,
\href{https://doi.org/10.1179/016164104225013798} {Peripheral nerve regeneration through guidance tubes},
\textit{Neurologic. Res.} \textbf{26} (2004), no.~2, 151--160.

%2
\bibitem{Chaplan1994}
Chaplan S.R., Bach F.W. et al.,
\href{https://doi.org/10.1016/0165-0270(94)90144-9}{Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw},
\textit{J.~Neurosci. Methods}, \textbf{53} (1994), 55--63.

%3
\bibitem{Cheah2017}
Cheah M., Fawcett J.W., Andrews M.R.,
\href{https://doi.org/10.21769/BioProtoc.2506}{Assessment of thermal pain sensation in rats and mice using the hargreaves test},
\textit{Bio-Protocol J.} \textbf{7} (2017), no.~16, e2506.

%4
\bibitem{Christensen2019}
Christensen S., Hansen et al.,
\href{https://doi.org/10.1002/ejp.1528}{Von Frey testing revisited -- provision of an online algorithm for improved accuracy of 50\% thresholds},
\textit{Europ. J.~Pain.} \textbf{24} (2019), no.~4, 783--790.

%5
\bibitem{Decosterd2000}
Decosterd I,, Woolf C.J.,
\href{https://doi.org/10.1016/S0304-3959(00)00276-1}{Spared nerve injury: an animal model of persistent peripheral neuropathic pain},
\textit{Pain} \textbf{87} (2000), 149--158.

%6
\bibitem{Deuis2017}
Deuis J.R., Dvorakova L.S., Vetter I.,
\href{https://doi.org/10.3389/fnmol.2017.00284}{Methods used to evaluate pain behaviors in rodents},
\textit{Front. Molec. Neurosci.} \textbf{10} (2017), 284.

%7
\bibitem{Flecknell2015}
Flecknell P.,
\href{https://doi.org/10.1016/C2013-0-13494-0}{Laboratory animal anaesthesia}, 4th ed.,
Academic Press, 2015.

%8
\bibitem{Hargreaves1988}
Hargreaves K., Dubner R. et al.,
\href{https://doi.org/10.1016/0304-3959(88)90026-7}{A new and sensitive method for measuring thermal nociception in cutaneous hyperalgesia},
\textit{Pain} \textbf{32} (1988), 77--88.

%9
\bibitem{Hohlbaum2018}
Hohlbaum K., Bert B., Dietze S., Palme R., Fink H., Th\"one-Reineke C.,
\href{https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203559}{Impact of repeated anesthesia with ketamine and xylazine on the well-being of C57BL/6JRj mice},
\textit{PLoS One} \textbf{13} (2018), no.~9, e0203559.

%10
\bibitem{Houdek2015}
Houdek M.T., Shin A.Y.,
\href{https://doi.org/10.1016/j.hcl.2015.01.007}{Management and complications of traumatic peripheral nerve injuries},
\textit{Hand Clinics} \textbf{31} (2015), 151--163.

%11
\bibitem{Jaeger2011}
Jaeger M.R., Braga-Silva J., Gehlen D. et al.,
\href{https://doi.org/10.1097/SAP.0b013e3182126816}{End-to-end versus end-to-side motor and sensory neurorrhaphy in the repair of the acute muscle denervation},
\textit{Ann. Plastic Surgery} \textbf{67} (2011), 391--396.

%12
\bibitem{Melikov2023}
Melikov Z.K.,  Medvediev V.V.,
\href{https://doi.org/10.25305/unj.288785}{Peripheral nerve injury: Molecular pathophysiology and prospects for restorative treatment by means of cell transplantation: A literature review},
\textit{Ukrain. Neurosurgical~J.} \textbf{29} (2023), no.~4, 3--12.

%13
\bibitem{Menzer2013}
 Menzer C., Schley M. et al.,
\href{https://doi.org/10.1016/j.sjpain.2012.09.004}{Discriminative sensory characteristics of the lateral femoral cutaneous nerve after mepivacaine-induced block},
\textit{Scandinavian J.~Pain} \textbf{4} (2013), no.~2, 95--100.

%14
\bibitem{Navissano2005}
Navissano M., Malan F., Carnino R., Battiston B.,
\href{https://doi.org/10.1002/micr.20128}{Neurotube for facial nerve repair},
\textit{Microsurgery} \textbf{25} (2005), no.~4, 268--271.

%15
\bibitem{Nelson2022}
Nelson C.N., Glauser G., Kessler R.A.,  Jack M.M.,
\href{https://doi.org/10.3171/2022.6.focus22270}{Causalgia: A military pain syndrome},
\textit{Neurosurgical Focus} \textbf{53} (2022), no.~3, E9.

%16
\bibitem{Oh2024}
 Oh S.S.,  Narver H.L.,
\href{https://doi.org/10.1002/cpz1.995}{Mouse and rat anesthesia and analgesia},
\textit{Current Protocols} \textbf{4} (2024), no.~2, e995.

%17
\bibitem{Osborne2018}
Osborne N.R., Anastakis D.J., Davis K.D.,
\href{https://doi.org/10.1016/j.jht.2018.01.011}{Peripheral nerve injuries, pain, and neuroplasticity},
\textit{J.~Hand Therapy} \textbf{31} (2018), no.~2, 184--194.

%18
\bibitem{Safa2016}
Safa B., Buncke G.,
\href{https://doi.org/10.1016/j.hcl.2015.12.012}{Autograft substitutes: Conduits and processed nerve allografts},
\textit{Hand Clinics} \textbf{32} (2016), no.~2, 127--140.

%19
\bibitem{Stemkowski2013}
Stemkowski P.L., Smith P.A.,
\href{https://doi.org/10.1017/CBO9781139152211.005}{An overview of animal models for neuropathic pain}, in Neuropathic Pain: Causes, Management and Understanding,
Cambridge University Press, 2013, 33--50.

%20
\bibitem{Tapp2019}
Tapp M., Wenzinger E., Tarabishy S., Ricci J.,  Herrera F.A.,
\href{https://doi.org/10.1097/sap.0000000000002083}{The epidemiology of upper extremity nerve injuries and associated cost in the US emergency departments},
\textit{Ann. Plastic Surgery} \textbf{83} (2019), no.~6, 676--680.

%21
\bibitem{Taveggia2005}
Taveggia C., Zanazzi G., Petrylak A. et al.,
\href{https://doi.org/10.1016/j.neuron.2005.08.017}{Neuregulin-1 type III determines the ensheathment fate of axons},
\textit{Neuron} \textbf{47} (2005), no.~5, 681--694.

%22
\bibitem{Tsymbaliuk2015}
Tsymbaliuk V.I., Luzan B.N.,  Tsymbaliuk I.V.,
\href{https://doi.org/10.22141/1608-1706.3.16.2015.80206}{Diagnostics and treatment of traumatic injuries of peripheral nerves in combat conditions},
\textit{TRAUMA} \textbf{16} (2015), no.~3, 13--18.

%23
\bibitem{Vollert2017}
Vollert J., Maier C., Attal N. et al.,
\href{https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000000935}{Stratifying patients with peripheral neuropathic pain based on sensory profiles: Algorithm and sample size recommendations},
\textit{Pain} \textbf{158} (2017), no.~8, 1446--1455.

\end{thebibliography}



\newpage




\newpage

{\selectlanguage{english}

% Full title of the article
\ArticleName{Impact of the type of general anaesthesia on recovery\\ of sensory function after sciatic nerve transection\\ and neurorrhaphy}

% List of authors with affiliation by indexing (as in the example)
\Author{Valentyn V. YARYNKA~$^{\rm 1}$, Taras I. PETRIV~$^{\rm 2}$,\\ Volodymyr V. MEDVEDIEV~$^{\rm 3}$, Ziia K. MELIKOV~$^{\rm 4}$}

% Abbreviated names of authors
\AuthorNameForHeading{V.V.~Yarynka, T.I.~Petriv, V.V.~Medvediev, Z.K.~Melikov}

\Address{$^{\rm 1)}$~Kyiv Academic University, Kyiv, Ukraine} % Address of First Author
\EmailD{v.yarynka@kau.edu.ua}
\orcidD{0009-0009-4905-3043}

\Address{$^{\rm 2)}$~Romodanov Neurosurgery Institute NAMS of Ukraine; \\
\hphantom{$^{\rm 2)}$}~Dobrobut Academy Medical School, Kyiv, Ukraine} % Адреса другого автора
\EmailD{petrivtaras@gmail.com}% електрона адреса другого автора
\orcidD{0000-0001-9160-8908} %ORCID другого автора

\Address{$^{\rm 3)}$~Department of Neurosurgery, Bogomolets National Medical University; \\
\hphantom{$^{\rm 3)}$}~Dobrobut Academy Medical School, Kyiv, Ukraine} % Адреса третього автора
\EmailD{vavo2010@gmail.com}% електрона адреса другого автора
\orcidD{0000-0001-7236-3191} %ORCID третього автора

\Address{$^{\rm 4)}$~Romodanov Neurosurgery Institute NAMS of Ukraine;  \\
\hphantom{$^{\rm 4)}$}~Department of Neurosurgery, Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine} % Адреса третього автора
\EmailD{melikov\_ziya@uk r.net}% електрона адреса другого автора
\orcidD{0009-0009-5504-1188} %ORCID четвертого автора


% The number of co-authors should not exceed FOUR.

% If there is only one author, use the layout below, removing the "%" signs and deleting the author information above.
%\Author{Taras SHEVCHENKO}
%\AuthorNameForHeading{T.~Shevchenko}
%\Address{University, City, Country}
%\Email{email1@address}
%\orcidD{0000-0001-0002-0003}

% The fields below with the dates of receipt of the first and final versions of the article will be filled in by the conference technical staff. Please do not fill them in yourself.
\ArticleDates{Received April 20, 2025, in the final form June 23, 2025}

% Please enter an abstract of your paper here.
\AbstractEng{Peripheral nerve injury (PNI)  causes long-term sensorimotor impairment, which often leads to disability. In animal models, the choice of general anaesthesia affects not only the success of surgery but also the subsequent rehabilitation. Inhalation anaesthetics provide a rapid recovery of behavioral activity in animals, but can cause uncontrolled movements and muscle stiffness in the early postoperative period, which can affect rehabilitation.
This study compared the effect of two types of general anaesthesia --- inhalation (isoflurane) and injection (a combination of ketamine and xylazine) --- on the recovery of sciatic nerve sensory function in rats after transection and neurorrhaphy.  In the group with isoflurane anaesthesia, a sustained decrease in thermal sensitivity on the operated paw and  mechanical hypoalgesia on both limbs at the end of the experiment was observed. In contrast, the increase in the threshold to a thermal stimulus was observed only from 2 to 12 weeks with ketamine-xylazine, and mechanical hyperalgesia persisted for only 2 weeks. Injectable anaesthesia promotes immobilisation of the limb and reduces postoperative complications due to the combination with the muscle relaxant xylazine, while isoflurane anaesthesia without premedication can negatively affect the recovery of sensory function.}

% Enter from 4 up to 8 keywords or phrases, separated by semicolons
\KeywordsEng{peripheral nerve injury; neurorrhaphy; general anaesthesia; isoflurane; ketamine-xylazine; sensory function; Hargreaves test; Von Frey test}

}
\end{document}

