Functional and Histologic Analysis of Popular Techniques for Muscle Suture in Cleft Lip and Palate

Abstract

Various suture techniques have been used to repair divided muscle in cleft lip and palate. We performed animal study to evaluate which techniques have better outcomes in restoration of muscle. 30 adult male SD rats were used. Right triceps muscle was cut, then repaired with three different suture technique; simple (n=10), overlapping (n=10), and splitting group (n=10). Muscle was isolated from 5 rats for each group on post-operative week 1 and 8 respectively. H&E staining, western blot, immuno-histochemistry with anti TNF-alpha and IL-1beta antibodies, and immunofluorescence with anti-Laminin and anti-MyoD antibodies were performed to evaluate inflammatory response and regeneration of muscle fiber. Grip strength (N/100g), spatial gait were recorded before the surgery and post-operative week 1,2,4 and 8. At post-op week 8, grip force per weight of simple group (media, 3.49; IQR, 3.28-3.66) and overlapping group (median, 3.3; IQR, 3.17-3.47) were significantly strong compared with splitting group (median, 2.91; IQR, 2.76-3.05). There was no statistical significance in range of motion between groups during the experimental period. Simple group demonstrates significant remission of inflammation in H&E staining, and less expression of TNF-alpha and IL-1beta in western blot and immunohistochemistry than other groups. In immunofluorescence, splitting group showed stronger expression of MyoD and weaker expression of Laminin than the others at week 8 indicating prolonged inflammation and regeneration phase followed by poor muscle fiber remodeling.

So, Simple interrupted suture is better option for histologic and functional recovery of muscle when compared to overlapping and splitting suture techniques.

구순구개열에서 갈라진 근육을 복구하기 위해 다양한 방법이 사용되어왔다. 우리는 흔히 사용되는 봉합 방법에 따른 근섬유 재생의 정도를 동물 실험에서 알아보았다. 30 마리의 SD 쥐가 사용되었다. 우측의 삼두근을 절개한 다음 단순 봉합 (10 마리), 오버랩 봉합 (10 마리), 스플릿 봉합 (10 마리) 방법으로 이어주었다. 수술 1 주, 8 주 후에 각각 그룹당 5 마리에서 조직을 채취하였다. 조직학적 검사는 H&E 염색, 웨스턴 블롯, 면역화학염색, 면역형광염색으로 이루어졌고 기능적 검사를 위해 악력을 측정하고 보행시 발자국을 기록하였다.

수술 후 8 주째 몸무게 100g 당 악력(N)은 단순 봉합 그룹에서 중앙값(median) 3.49 (IQR, 3.28-3.66), 오버랩 봉합 그룹에서 중앙값 3.3 (IQR, 3.17-3.47), 그리고 스플릿 봉합 그룹에서 중앙값 2.91 (IQR, 2.76-3.05)의 결과를 얻었다. 발자국 기록을 보았을 때 실험 기간 동안 모든 그룹에서 유의미한 관절 가동 범위의 차이는 없었다. 단순 봉합 그룹의 H&E 염색에서 염증 침윤 세포의 수가 현저히 낮았고 TNF-α, IL-1 항체를 이용한 면역화학염색에서도 낮은 수준의 발현을 보여주었다. 면역형광검사에서 스플릿 봉합 그룹은 수술 후 8 주까지 강한 정도의 MyoD 와 Laminin 의 발현을 보여주었는데 이는 염증 반응의 지속과 지연된 근재생 및 재구성을 의미한다. 따라서 단순 봉합 방법이 근육의 조직학적 및 기능적 회복에 더 좋은 선택이 될 수 있다.