一种用于创伤性出血性挫伤和神经炎症研究的临床前可控皮层冲击模型

该模型可用于研究与脑挫伤相关的病理学变化，包括颅内出血、铁毒性、神经元死亡、轴突损伤、神经功能缺损以及神经炎症。该技术的主要优势在于，可通过调节CCI装置的生化参数（如撞击速度和冲击力度）来轻松控制脑损伤的严重程度。CCI诱导的局灶性皮质粉碎性损伤具有高度可重复性。

正确的立体定位技术和开颅手术是产生稳定且可重复的CCI诱导性脑损伤的关键因素。通常，初次接触该操作的研究人员在将小鼠稳定于立体定位仪以及实施适当开颅手术方面会遇到困难。本操作将由本实验室的技术员林志善女士进行演示。

首先确认动物对脚趾夹捏无反射，以确保其已充分麻醉。使用电推剪沿尾侧至头侧方向剃除小鼠头部毛发，但不要修剪其胡须。

将小鼠置于立体定位仪上，小心地将耳杆插入耳道，确保小鼠头部被两侧耳杆均匀固定。手术期间维持1%至2%异氟烷麻醉。在双眼上涂抹凡士林，以防止手术过程中眼睛干燥。

然后使用无菌棉签，先用碘伏擦拭剃净的头部皮肤，再用70%乙醇进行消毒。用31号胰岛素针头在皮下注射100微升0.25%布比卡因，并轻轻按摩注射部位以促进吸收。用手术刀或剪刀沿头皮正中线做一纵向切口。

然后使用止血钳将皮肤拉向右侧。让暴露的颅骨干燥一分钟。接着用无菌棉签清除颅骨上残留的血液和组织。

检查动物头部在水平面上是否平直，并确定解剖学标志点前囟（Bregma）和后囟（Lambda），用铅笔标记这两个位置。通过测量前囟（Bregma）和后囟（Lambda）的Z坐标，确保动物头部在头尾方向上保持水平。采用相同步骤对头部进行水平定位。

使用31号胰岛素针头确定颅骨开窗位置。将XY轴原点设为前囟，将针头向右侧横向移动3毫米。标记此位置作为颅骨开窗部位，并用铅笔在颅骨上画出一个直径4毫米的圆圈。

使用高速微型钻头沿铅笔勾勒的圆形轮廓切割，并用环钻制作一个直径四毫米的开放孔洞。用镊子取下骨瓣，并将其保存在冰冷的生理盐水中。在对脑表面施加压力以止血之前，先用生理盐水轻轻冲洗孔洞。

在CCI装置上，将直径为2.5毫米的圆形撞击头调整至22.5度角。将撞击头与硬脑膜表面归零，并在控制箱上设置撞击参数：速度为4米/秒，变形深度为2毫米。随后回缩金属撞击头。

释放活塞以对脑部产生撞击损伤。然后将无菌棉签置于受伤区域以止血。复位骨瓣并用牙科水泥固定。

使用组织粘合剂闭合头皮。将小鼠置于清洁的恢复笼中，并在笼内放置垫料，置于加热灯下直至完全恢复。正确的立体定位技术及开颅手术操作是制备稳定且可重复的创伤性脑损伤（CCI）模型的关键因素。

理想的开颅手术应在假手术脑组织中造成最小的组织学损伤。在闭合性颅脑损伤（CCI）后的第1、3、7和28天观察到脑损伤程度和胼胝体丢失的变化。此外，在CCI术后第28天，挫伤侧出现单侧脑萎缩。

通过Iba1阳性激活的小胶质细胞和巨噬细胞在挫伤区域边缘的聚集，可观察到神经炎症。CCI术后第1至第7天，通过Ly76阳性染色也可检测到脑实质内出血。CCI术后第7天观察到形态破裂和完整的红细胞混合物，提示此阶段红细胞已发生裂解。

这一现象与观察结果一致，即在创伤性脑损伤（CCI）后第7天至第28天，可在挫伤区域检测到三价铁的沉积。在CCI术后第3天至第28天，可在远离挫伤部位的纹状体中观察到活化的小胶质细胞和巨噬细胞，提示胼胝体和纹状体受损。该技术为研究者进一步探索脑出血诱导的神经炎症相互作用提供了途径，有助于理解出血性挫伤后免疫细胞（如小胶质细胞）的反应机制。