小鼠發育成熟過程中顱內壓變化研究*

范志鵬，齊 帥,2，張春陽,2,3，孫志剛

[1.內蒙古科技大學包頭醫學院第一附屬醫院神經外科，內蒙古 包頭 014010；2.包頭醫學院神經外科疾病研究所(轉化醫學)；3.內蒙古自治區骨組織再生與損傷修復工程技術中心;4.包頭市第八醫院神經外科]

對出現顱骨缺損的患兒何時進行修補是臨床顱骨修補的一大難題，因此研究小兒出生后發育成熟過程中顱內壓變化及顱骨生長規律十分必要。臨床上無創測量顱內壓的方法對兒童來說比較安全，但是數據的準確性是目前難點，而動物模型可以采用有創方法實現精準測量而有效解決這一問題[1-3]。小鼠為哺乳動物，顱骨形態和基因方面與人類有許多類似之處[4]，所以進行動物模型可以為我們提供寶貴經驗。在出生后發育的早期階段，來自成長中的大腦以及腦脊液的壓力即顱內壓，對小鼠顱骨以及縫合線產生壓力負荷。這種負荷極有可能對小鼠顱骨骨縫隙邊緣的周圍骨形成有著重要意義[5]。有研究表明，早期咀嚼肌的活動可對顱面骨造成壓力負荷，影響生長[6]。因此，本研究通過量化小鼠發育過程中的顱內壓變化，期望能夠更加直觀地觀察小鼠發育過程中顱骨形態變化。

1 對象與方法

1.1實驗動物 雄性BALB/c小鼠50只，購自斯貝福(北京)生物技術有限公司，小鼠分別為產后3、10、20、30、70 d小鼠。本課題所有實驗步驟均經包頭醫學院第一附屬醫院實驗動物倫理委員會核準(準字號)。

1.2儀器與試劑 顱內壓監測系統：一個22號針(外徑0.70 mm;長度6 mm)通過魯爾鎖連接到硅膠管(外徑4 mm；長度250 mm)，然后連接到一個差壓傳感器，安裝壓力傳感器，傳感器測量范圍為±18.68 mmHg，總誤差帶為0.19 mmHg。信號，即由于外部壓力引起的尖部電壓變化。壓力測量用裝有50、70、100、120和150 mm水的管子對系統進行校準。水合氯醛，剪刀，鑷子，試管。

1.3實驗方法 水合氯醛對小鼠進行腹腔麻醉，并通過溫水墊進行熱量支持以確保麻醉后小鼠體溫恒定。當擠壓小鼠腳趾沒有反應時，在頭頂上做矢狀切口。針穿過左側頂骨，在矢狀縫外側約2 mm，人字縫前約2 mm處(即使是成年小鼠身上，也可以用針穿透顱骨)。在顱骨沒有施加外部壓力的情況下將針插到計算出的深度，將其定位在蛛網膜下腔，固定針管，直到顱內壓達到最大值(一般為1～2 min)；當顱內壓開始下降時，或在幾分鐘后沒有下降，則取下針頭，并記錄最大值。記錄完成，動物在麻醉狀態下被頸椎脫臼法處死。

1.4數據分析 應用SPSS 20.0軟件對數據進行統計分析。采用后驗Bonferroni和Tukey檢驗進行單因素方差分析，用Levene檢驗進行等方差檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

產后第3 d時小鼠的顱內壓為(1.354±0.183) mmHg，產后第10時天小鼠的顱內壓有所升高，為(1.900±0.196)mmHg，但與第 3 d相比不具有統計學意義。產后第20 d時小鼠的顱內壓升高至(3.569±0.175)mmHg，與第3 d及第10 d相比均明顯升高(P<0.05)。產后第30 d時小鼠的顱內壓為(3.785±0.163)mmHg、產后第70 d時小鼠的顱內壓為(4.165±0.129)mmHg，與第20 d比雖有所升高但不具有統計學意義，但較第3 d及第10 d均有統計學意義(P<0.05)。從圖1中可以看出，在產后第20 d時小鼠的顱內壓有明顯的增高，并在產后的第70 d時顱內壓達到峰值[(4.165±0.129)mmHg]。

圖1 小鼠出生后不同天數的顱內壓

3 討論

在出生后早期，顱壓可能是導致顱骨縫合處顱骨形成的一個重要因素。在本次研究中，對小鼠生長發育過程中數個年齡段的顱內壓均進行量化，樣本數量相對充分(每個年齡段為8只)。這些年齡段分別代表出生后(P3)到兒童期(P10)到性成熟期(P20-P30)到體成熟期(P60-P70)[7]。最值我們關注的是，小鼠腦容量快速增長時期發生在P20，而P30-P70期間增加較少。

盡管目前關于小鼠發育期間顱內壓的數據極少，但國外一些研究已經對成年小鼠的顱內壓進行了量化。Oshio等人報告側腦室顱內壓為(6.997±1.03)mmHg(P56-70)[8]。Feiler等人報告硬膜外腔顱內壓為(5.07±0.5)mmHg(體重23～25 g；n=6)[9]。Yang等人報告ICP為(4.33±0.62)mmHg(P70；n=7)[10]。我們的實驗部位和測量結果與Yang等人的研究結果相近，即冠狀縫后1 mm，矢狀縫外側1 mm。在這項實驗研究中，P70小鼠的顱內壓為(4.11±0.83)mmHg(n=13)。

我們目前研究所獲得數據顯示，顱內壓從P3約1.3 mmHg增加到P20的3.6～4.0 mmHg。這一發現與Mooney等人發現一致。該研究在兔子發育期間測量硬膜外顱內壓，顱內壓從P25的(3.24±0.36)mmHg增加到P42的(5.68±0.38)mmHg[11]。我們的形態學測量也與此相一致。

顱內壓、顱內體積和頭顱長度的生長模式都十分相似，從P3到P20急劇增加，然后進入一個平臺期。研究表明，出生后的顱骨發育大部分是在顱骨縫合處。隨后則是骨的內在力學性能(P10、P20和P70分別約為4、6和10 Gpa)及其厚度(P10、P20和P70分別約為30、50和150 μm)繼續增加[12]。這些數據或可表明，大腦發育、顱內容積、顱內壓以及骨的力學特性相互聯系。這些變化同步發生，直到大腦在P20接近成人大小，即顱內壓和顱內體積相對穩定，隨后骨彈性特性使顱骨越來越僵硬。雖然這些數據并不能直接說明顱內壓是否會影響骨縫緣的骨沉積，但確實表明神經鞘膜基質生長是顱內壓逐漸升高的結果。

同時這項研究有幾個局限性。一方面不能確定針頭插入顱骨，也不能確定其最終位置，因此，我們不能確定針在所有動物模型中都在蛛網膜下腔；其次，使用水合氯醛麻醉動物，不能確定是否會對其顱內壓產生影響；最后，無法排除是否存在性別差異的可能性。

總之，這項研究量化了小鼠出生后發育過程中顱內壓的變化。結果表明，顱內壓從P3時(1.354±0.183)mmHg升高到P30(3.785±0.163)mmHg，并在產后30 d趨于平穩。通過測量小鼠顱內壓變化進而建立顱骨生長發育模型，為后期進一步探討小兒顱骨生長發育的規律提供實驗依據，同時為小兒顱骨缺損修補的時機提供理論依據。