大鼠颅骨缝合骨复合缺损的建立：缝合再生治疗研究的标准化模型

摘要

我们描述了大鼠颅骨缝合骨复合缺损的详细手术程序，以及对模型的短期和长期预后的研究。我们的目标是构建一个标准化的模型来开发缝合再生疗法。

摘要

大面积颅骨缺损通常与颅缝断裂同时发生，导致颅骨缺损修复和颅骨发育受损（后者发生在发育中的颅骨中）。然而，缺乏标准化模型阻碍了缝合再生疗法的研究进展，并为在不同研究中进行比较分析带来了挑战。为了解决这个问题，目前的协议描述了大鼠颅骨缝合复合缺损的详细建模过程。

该模型是通过在冠状缝合线上钻 4.5 mm × 2 mm 的全层矩形孔生成的。对大鼠实施安乐死，并在术后第 0 天、第 2 周、第 6 周和第 12 周收获颅骨样本。手术后立即采集的样本的 μCT 结果证实了缝合骨复合缺损的成功建立，涉及去除冠状缝合和邻近的骨组织。

术后^第 6 周和第 12 周的数据表明缺损有自然愈合的趋势。组织学染色通过显示缺损中心矿化纤维增加和新骨进一步验证了这一趋势。这些发现表明颅骨缺损后随着时间的推移进行性缝合融合，强调了治疗干预对缝合再生的重要性。我们预计该协议将促进缝合再生疗法的发展，为颅骨缺损的功能恢复和减少与缝合损失相关的不良后果提供新的见解。

引言

颅缝是颅骨之间致密的纤维连接，充当关节以促进颅骨的轻微运动，并为承受压力的大脑提供保护垫¹。近年来，越来越多的研究强调了颅缝在颅骨发育、颅面稳态和固有的骨修复潜力中的关键作用 2,3,4,5,6,7,8。在生长发育期间，颅缝是颅骨的主要生长中心⁴。缝合线两侧的成骨前部发生新骨形成，而缝合线内的细胞保持未分化的间充质状态，确保颅骨扩张与大脑生长的平衡¹。此时颅缝的丢失导致颅骨和大脑的生长之间存在差异，导致脑损伤、脑积水、颅内压升高和认知功能障碍等严重问题 ^3,9。

此外，颅缝在决定颅骨缺损的预后....

研究方案

本研究中的所有动物程序均由四川大学华西口腔医学院伦理委员会 （WCHSIRB-D-2021-597） 审查和批准。总共 12 只 （四个时间点各 3 只大鼠） Sprague-Dawley （SD） 大鼠 （雄性，300 g，8 周龄） 从商业来源获得（参见 材料表）。

1. 术前准备

1. 手术项目
   1. 准备 图 1A 所示的手术器械，包括弯曲的镊子、一次性无菌手术刀、骨膜电梯、冲洗针、棉球、低速手机、手术电机、牙科低速圆针（图 1B，直径分别为 1.2 毫米和 0.8 毫米）、持针器、3-0 单丝缝合线和直剪刀。
2. 灭菌和消毒
   1. 提前通过蒸汽灭菌（125-135°C，20-25 分钟）对器械进行消毒。
   2. 使用乙醇对热敏性医疗设备（如电动剃须刀）进行消毒。
   3. 使用无菌医用无纺布覆盖手术平台，并用 75% 乙醇对周围环境进行消毒。
3. 麻醉
   1. 准备动物进行手术，适应期为 1 周。
   2. 手术前 20 分钟腹膜内注射甲苯噻嗪 （10 mg/kg....

讨论

传统的颅骨缺损模型，无论是否涉及颅缝，都主要集中在硬组织的修复上，往往忽视缝合间充质的重要再生^19,20。在缝合再生研究中，以前的模型，如 Mardas 等人 ^15,16 的模型，利用环钻在大鼠的矢状缝合线上产生 5 毫米的圆形缺损，导致大量硬组织损失，从而偏离了缝合再生的主要目.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
4% paraformaldehyde	Biosharp	BL539A
2% Iodophor solution	Chengdu Jinshan Chemical Reagent Co., Ltd.	None
75% Ethanol	Chengdu Jinshan Chemical Reagent Co., Ltd.	None
Cotton balls	Haishi Hainuo Group Co., Ltd.	None
Cotton swabs	Lakong Medical Devices Co.,	None
Curved forceps	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None
Dataviewer and Ctan software for residual defect volume assessments	Bruker	None
Dental low-speed round burs	Dreybird Medical Equipment Co., Ltd.	RA3-012 RA1-008
Disposable sterile scalpel	Hangzhou Huawei Medical Supplies Co., Ltd.	None
Disposable syringes (22 G)	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	SB1-089(IX)
Electric shaver	JASE	BM320210
Ethylene Diamine Tetraacetic Acid (EDTA)	BioFroxx	1340GR500
Hematoxylin and Eosin Stain Kit	Biosharp	BL700B
Irrigation needle (23 G)	Sichuan New Century Medical Polymer Products Co., Ltd.	None
Low-speed handpiece	Guangzhou Dental Guard Technology Co., Ltd.	None
Masson’s Trichrome Stain Kit	Solarbio	G1340
Medical non-woven fabrics	Henan Yadu Industrial Co., Ltd.	None
Micro-computed tomography (µCT)	Scanco Medical AG	µCT45
Mimics 20.0 for cross-sectional images	Materialise	None
Needle holders	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None
Periosteal elevator	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None
Saline solution	Sichuan Kelun Pharmaceutical Co., Ltd.	None
Scanco medical visualizer software for 3D image reconstruction	Scanco Medical AG	None
SPSS Statistics 20.0 for statistical analysis	IBM	None
Sprague-Dawley rats	Byrness Weil Biotech Ltd	None
Straight Scissors	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None
Surgical Motor	MARATHON	N3-140232
Surgical sutures (3-0 monofilament)	Hangzhou Huawei Medical Supplies Co., Ltd.	None