小鼠发育成熟过程中颅内压变化研究*

范志鹏，齐 帅,2，张春阳,2,3，孙志刚

[1.内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院神经外科，内蒙古 包头 014010；2.包头医学院神经外科疾病研究所(转化医学)；3.内蒙古自治区骨组织再生与损伤修复工程技术中心;4.包头市第八医院神经外科]

对出现颅骨缺损的患儿何时进行修补是临床颅骨修补的一大难题，因此研究小儿出生后发育成熟过程中颅内压变化及颅骨生长规律十分必要。临床上无创测量颅内压的方法对儿童来说比较安全，但是数据的准确性是目前难点，而动物模型可以采用有创方法实现精准测量而有效解决这一问题[1-3]。小鼠为哺乳动物，颅骨形态和基因方面与人类有许多类似之处[4]，所以进行动物模型可以为我们提供宝贵经验。在出生后发育的早期阶段，来自成长中的大脑以及脑脊液的压力即颅内压，对小鼠颅骨以及缝合线产生压力负荷。这种负荷极有可能对小鼠颅骨骨缝隙边缘的周围骨形成有着重要意义[5]。有研究表明，早期咀嚼肌的活动可对颅面骨造成压力负荷，影响生长[6]。因此，本研究通过量化小鼠发育过程中的颅内压变化，期望能够更加直观地观察小鼠发育过程中颅骨形态变化。

1 对象与方法

1.1实验动物 雄性BALB/c小鼠50只，购自斯贝福(北京)生物技术有限公司，小鼠分别为产后3、10、20、30、70 d小鼠。本课题所有实验步骤均经包头医学院第一附属医院实验动物伦理委员会核准(准字号)。

1.2仪器与试剂 颅内压监测系统：一个22号针(外径0.70 mm;长度6 mm)通过鲁尔锁连接到硅胶管(外径4 mm；长度250 mm)，然后连接到一个差压传感器，安装压力传感器，传感器测量范围为±18.68 mmHg，总误差带为0.19 mmHg。信号，即由于外部压力引起的尖部电压变化。压力测量用装有50、70、100、120和150 mm水的管子对系统进行校准。水合氯醛，剪刀，镊子，试管。

1.3实验方法 水合氯醛对小鼠进行腹腔麻醉，并通过温水垫进行热量支持以确保麻醉后小鼠体温恒定。当挤压小鼠脚趾没有反应时，在头顶上做矢状切口。针穿过左侧顶骨，在矢状缝外侧约2 mm，人字缝前约2 mm处(即使是成年小鼠身上，也可以用针穿透颅骨)。在颅骨没有施加外部压力的情况下将针插到计算出的深度，将其定位在蛛网膜下腔，固定针管，直到颅内压达到最大值(一般为1～2 min)；当颅内压开始下降时，或在几分钟后没有下降，则取下针头，并记录最大值。记录完成，动物在麻醉状态下被颈椎脱臼法处死。

1.4数据分析 应用SPSS 20.0软件对数据进行统计分析。采用后验Bonferroni和Tukey检验进行单因素方差分析，用Levene检验进行等方差检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

产后第3 d时小鼠的颅内压为(1.354±0.183) mmHg，产后第10时天小鼠的颅内压有所升高，为(1.900±0.196)mmHg，但与第 3 d相比不具有统计学意义。产后第20 d时小鼠的颅内压升高至(3.569±0.175)mmHg，与第3 d及第10 d相比均明显升高(P<0.05)。产后第30 d时小鼠的颅内压为(3.785±0.163)mmHg、产后第70 d时小鼠的颅内压为(4.165±0.129)mmHg，与第20 d比虽有所升高但不具有统计学意义，但较第3 d及第10 d均有统计学意义(P<0.05)。从图1中可以看出，在产后第20 d时小鼠的颅内压有明显的增高，并在产后的第70 d时颅内压达到峰值[(4.165±0.129)mmHg]。

图1 小鼠出生后不同天数的颅内压

3 讨论

在出生后早期，颅压可能是导致颅骨缝合处颅骨形成的一个重要因素。在本次研究中，对小鼠生长发育过程中数个年龄段的颅内压均进行量化，样本数量相对充分(每个年龄段为8只)。这些年龄段分别代表出生后(P3)到儿童期(P10)到性成熟期(P20-P30)到体成熟期(P60-P70)[7]。最值我们关注的是，小鼠脑容量快速增长时期发生在P20，而P30-P70期间增加较少。

尽管目前关于小鼠发育期间颅内压的数据极少，但国外一些研究已经对成年小鼠的颅内压进行了量化。Oshio等人报告侧脑室颅内压为(6.997±1.03)mmHg(P56-70)[8]。Feiler等人报告硬膜外腔颅内压为(5.07±0.5)mmHg(体重23～25 g；n=6)[9]。Yang等人报告ICP为(4.33±0.62)mmHg(P70；n=7)[10]。我们的实验部位和测量结果与Yang等人的研究结果相近，即冠状缝后1 mm，矢状缝外侧1 mm。在这项实验研究中，P70小鼠的颅内压为(4.11±0.83)mmHg(n=13)。

我们目前研究所获得数据显示，颅内压从P3约1.3 mmHg增加到P20的3.6～4.0 mmHg。这一发现与Mooney等人发现一致。该研究在兔子发育期间测量硬膜外颅内压，颅内压从P25的(3.24±0.36)mmHg增加到P42的(5.68±0.38)mmHg[11]。我们的形态学测量也与此相一致。

颅内压、颅内体积和头颅长度的生长模式都十分相似，从P3到P20急剧增加，然后进入一个平台期。研究表明，出生后的颅骨发育大部分是在颅骨缝合处。随后则是骨的内在力学性能(P10、P20和P70分别约为4、6和10 Gpa)及其厚度(P10、P20和P70分别约为30、50和150 μm)继续增加[12]。这些数据或可表明，大脑发育、颅内容积、颅内压以及骨的力学特性相互联系。这些变化同步发生，直到大脑在P20接近成人大小，即颅内压和颅内体积相对稳定，随后骨弹性特性使颅骨越来越僵硬。虽然这些数据并不能直接说明颅内压是否会影响骨缝缘的骨沉积，但确实表明神经鞘膜基质生长是颅内压逐渐升高的结果。

同时这项研究有几个局限性。一方面不能确定针头插入颅骨，也不能确定其最终位置，因此，我们不能确定针在所有动物模型中都在蛛网膜下腔；其次，使用水合氯醛麻醉动物，不能确定是否会对其颅内压产生影响；最后，无法排除是否存在性别差异的可能性。

总之，这项研究量化了小鼠出生后发育过程中颅内压的变化。结果表明，颅内压从P3时(1.354±0.183)mmHg升高到P30(3.785±0.163)mmHg，并在产后30 d趋于平稳。通过测量小鼠颅内压变化进而建立颅骨生长发育模型，为后期进一步探讨小儿颅骨生长发育的规律提供实验依据，同时为小儿颅骨缺损修补的时机提供理论依据。