ラットにおけるCalvarial Suture-Bony Composite T欠損症の確立:縫合再生治療研究のための標準化モデル

要約

ラットの頭蓋骨縫合骨複合欠損症の詳細な外科的手順と、モデルの短期および長期の予後に関する調査について説明します。縫合再生医療を開発するための標準化されたモデルの構築を目指します。

要約

大規模な頭蓋骨欠損は、頭蓋縫合糸の混乱と一致することが多く、頭蓋骨欠損の修復と頭蓋骨の発達の障害につながります(後者は発達中の頭蓋骨で発生します)。しかし、標準化されたモデルがないため、縫合糸再生療法の研究が進まず、異なる研究間での比較分析が困難となっています。この問題に対処するために、現在のプロトコルでは、ラットの頭蓋骨縫合糸-骨複合欠損の詳細なモデリングプロセスを説明しています。

このモデルは、冠状縫合糸全体に 4.5 mm × 2 mm の全層の長方形の穴を開けることによって作成されました。ラットは安楽死させ、頭蓋サンプルは術後0日目、2週目、6週目、および12週目に採取されました。術後すぐに採取したサンプルの μCT 結果により、冠状縫合糸と隣接する骨組織の除去を含む、縫合糸と骨の複合欠損の確立が成功したことが確認されました。

術後6^週目と 12^週 目のデータは、欠損が閉じるための自然治癒傾向を示しました。組織学的染色は、欠損中心に石灰化繊維の増加と新しい骨を示すことにより、この傾向をさらに検証しました。これらの知見は、頭蓋骨欠損後の経時的な縫合糸の融合が進行することを示しており、縫合糸の再生に対する治療的介入の重要性を強調している。このプロトコルは、縫合糸再生療法の開発を促進し、頭蓋骨欠損の機能回復に関する新たな洞察を提供し、縫合糸の喪失に関連する有害な結果を減らすことを期待しています。

概要

頭蓋縫合糸は、頭蓋骨間の緻密な線維性接続であり、わずかな頭蓋骨の動きを容易にする関節として機能し、圧力下での脳の保護クッションを提供します¹。近年、頭蓋骨の発達、頭蓋顔面の恒常性、および固有の骨修復能力における頭蓋縫合の重要な役割が注目される研究が増えています 2,3,4,5,6,7,8。成長と発達の期間中、頭蓋縫合糸は^頭蓋骨4の主要な成長中枢として機能します。縫合糸の両側の骨形成前部で新しい骨形成が起こる一方で、縫合糸内の細胞は未分化の間葉系状態を維持し、脳の成長と並行してバランスの取れた頭蓋骨の拡張を確保します¹。このとき頭蓋縫合糸が失われると、頭蓋骨と脳の成長に食い違いが生じ、脳損傷、水頭症、頭蓋内圧の上昇、認知機能障害などの深刻な問題を引き起こします

プロトコル

この研究のすべての動物手順は、四川大学西中国口腔病学学校の倫理委員会(WCHSIRB-D-2021-597)によってレビューされ、承認されました。合計12匹(4つの時点のそれぞれで3匹のラット)のSprague-Dawley(SD)ラット(雄、300g、8週齢)を市販の供給源から入手しました( 資料の表を参照)。

1. 術前準備

1. 手術用品
   1. 図1Aに示す手術器具を準備します(湾曲した鉗子、使い捨て滅菌メス、骨膜エレベーター、灌漑針、綿球、低速ハンドピース、手術用モーター、歯科用低速丸バー(図1B、それぞれ直径1.2mmと0.8mm)、ニードルホルダー、3-0モノフィラメント縫合糸、ストレートハサミ。
2. 滅菌と消毒
   1. 事前に蒸気滅菌(125-135°C、20-25分)で器具を滅菌してください。
   2. エタノールを使用して、電気シェーバーなどの熱に弱い医療機器を滅菌します。
   3. 滅菌済みの医療用不織布を使用して手術プラットフォームを覆い、75%エタノールで周囲の環境を消毒します。

ディスカッション

従来の頭蓋骨欠損モデルは、頭蓋縫合糸を含むかどうかにかかわらず、主に硬組織の修復に集中し、縫合間葉の重要な再生を無視する^{ことがよくあります19,20}。縫合糸再生研究では、Mardasら^{によるもの15,16}のような以前のモデルでは、トレフィンバーを利用してラットの矢状縫合?.......

資料

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