Szwy czaszkowe to gęste włókniste połączenia między kośćmi czaszki, pełniące rolę stawów ułatwiających lekkie ruchy czaszki i zapewniające poduszkę ochronną dla mózgu pod ciśnieniem1. W ostatnich latach wzmożone badania podkreśliły kluczową rolę szwów czaszkowych w rozwoju czaszki, homeostazie twarzoczaszki i wrodzonym potencjale osteoreparacyjnym2,3,4,5,6,7,8. W okresach wzrostu i rozwoju szwy czaszkowe działają jako główne centra wzrostu w skull4. Nowe tworzenie kości zachodzi na frontach osteogennych po obu stronach szwów, podczas gdy komórki w szwach utrzymują niezróżnicowany stan mezenchymalny, zapewniając zrównoważoną ekspansję czaszki wraz ze wzrostem mózgu1. Utrata szwów czaszkowych w tym czasie powoduje rozbieżność między wzrostem czaszki i mózgu, co prowadzi do poważnych problemów, takich jak urazy mózgu, wodogłowie, zwiększone ciśnienie śródczaszkowe i dysfunkcje poznawcze3,9.
Poza tym, szwy czaszkowe odgrywają kluczową rolę w określaniu rokowania wad kości nazębnej5,7,10. Potencjał regeneracyjny na powierzchni kości kalwarycznej jest nierównomiernie rozłożony, przy czym szwy czaszkowe wykazują znacznie lepsze możliwości w porównaniu z obszarami bez szwów10,11. Jedno z badań wskazuje, że szybkość gojenia się ubytku kości łośniowej odwrotnie koreluje z odległością między szwem czaszkowym a miejscem urazu10. W szczególności usunięcie szwów czołowych i strzałkowych prowadzi do niegojenia się ubytków kości ciemieniowej7, podkreślając konieczność regeneracji szwów w ubytkach kości łodkowej. Jednak obecne badania koncentrują się głównie na odbudowie struktury kostnej czaszki, zaniedbując regenerację mezenchymy szwów.
Jeśli chodzi o postęp w regeneracji szwów, obiecujące wyniki zaobserwowano dzięki przeszczepom płatów kostnych zawierających szwy, mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) i sztucznych biomateriałów. Kiedy płaty kostne ze szwami zostały przeszczepione do ubytków kalwarii, pomyślnie się zintegrowały i zagoiły, w przeciwieństwie do tych bez szwów wykazujących brak zrostu i niezdolność do tworzenia okostnej, opony twardej lub osteocytów5. Podobnie, implantacja MSCs pochodzących ze szpiku kostnego do ubytków kompozytowych szwów strzałkowych i kostnych ułatwiła tworzenie szczelin przypominających szwy12. Warto zauważyć, że niedawne badanie podkreśliło realizację regeneracji szwów za pomocą MSCs Gli1+, co pozwala na kontrolę ciśnienia śródczaszkowego, korekcję deformacji czaszki i poprawę funkcji neurokognitywnych13. Wraz z rozwojem medycyny regeneracyjnej i inżynierii biomedycznej, naukowcy coraz częściej koncentrują się na biomateriałach inżynierii tkankowej ze względu na ich adaptowalne i konfigurowalne cechy14. Warto zauważyć, że udowodniono, że membrany politetrafluoroetylenowe są skuteczne w jednoczesnej rekonstrukcji kości czaszki i mezenchymy szwów15,16.
Jednak w badaniach twarzoczaszki brakuje sprawdzonych modeli do badania mezenchymalnych terapii regeneracyjnych szwów, w przeciwieństwie do stosunkowo dojrzałych modeli w naprawie innych tkanek, takich jak kości, skóra, chrząstki i mięśnie17. Brak ustandaryzowanego modelu ogranicza badania nad terapiami regeneracyjnymi szwów i utrudnia przeprowadzenie analizy porównawczej między różnymi badaniami. W związku z tym w naszym badaniu ustalono praktyczny i powtarzalny ubytek kompozytowy szwu kalwarycznego i kostnego szczura. Poprzez tę metodę dążymy do opracowania odpowiednich interwencji klinicznych w zakresie rekonstrukcji szwów czaszkowych, oferując nowe perspektywy funkcjonalnej naprawy ubytków calwarii i zmniejszając niekorzystne wyniki wynikające z utraty szwów.