生物塑化

生物塑化

生物塑化是一種可以把組織保存得像活體一樣的特殊技術。它通過一種真空過程,用矽橡膠、環氧樹脂等活性高分子多聚物對生物標本進行滲透,所用多聚物的種類,決定了浸透了的標本的光學性能(透明或不透明)和機械性能(柔軟和堅韌)。哈根斯稱自己的塑化生物標本具有教學價值,“這些作品將對醫學教育作出重要貢獻。”與此同時,哈根斯在個人網站上發布訊息稱,只有醫學專家和教授才有資格從他的店裡購買生物標本。

簡介

生物塑化生物塑化

生物塑化是一種可以把組織保存得像活體一樣的特殊技術。它通過一種真空過程,用矽橡膠、環氧樹脂等活性高分子多聚物對生物標本進行滲透,所用多聚物的種類,決定了浸透了的標本的光學性能(透明或不透明)和機械性能(柔軟和堅韌)。

塑化技術可以使標本的表面保持其原有的狀態,並可在顯微鏡水平保存細胞的結構,塑化標本乾燥、無味、耐用,可以長久保存,且易於學習。

種類

(1)矽橡膠浸滲技術,主要用於教學標本的製作,製作出的標本柔軟而堅韌,套用最為廣泛;

(2)多聚化乳膠技術,主要用於考古中的木製品和厚的軀體斷層標本(>1cm)的製作,標本不透明且堅硬;

(3)環氧樹脂技術,主要用於薄的軀體器官的斷層標本的製作,標本透明且不同組織的顏色也不同;

(4)聚酯共聚體技術,原主要用於腦的斷層標本的製作,它可以將灰質和白質明顯地區別開,現已取代環氧樹脂技術。

方法

生物塑化生物塑化

1、固定:主要是採用福馬林進行固定。

2、低溫脫水:將標本置於-25℃低溫冰櫃中,在10倍質量的丙酮中經過4步脫水,每步脫水的時間為1周,第4步脫水的時間為2周;

3、真空浸漬:用德國Biodura公司生產的塑化劑E12、E6、E600配比混勻後,置於真空中,將標本連同丙酮一起迅速浸漬於塑化劑中,丙酮在負壓條件下氣化、被吸出,時間為2~3周;

4、硬化處理:經浸漬完成的標本連同塑化劑及容器一起置於50℃的烤箱中硬化,時間為2周;

5、切割:經硬化處理的標本與塑化劑固化為一體,將其固定於鑽石切割儀上,分別按水平面和冠狀面以鑽石鋸線切割3、2套,層厚設定為1.2mm,水平面50~55片,冠狀面45~50片。

6、聚合:採用氣體光線或加熱等方法將標本中多聚物聚合。

流程

一是儲藏:要經過濃度為20%的福馬林灌注,然後在福馬林的真空包裝里放置至少4個月的時間,之後才可以解剖或運輸。福馬林在此起到的作用是固定,殺菌。

二是解剖:將屍體肌肉組織當中容易腐爛的脂肪物等一一剔除,暴露出來神經系統,肌肉骨骼,清理一具人體標本,平均需要1500--2000個小時。

三是脫水:將解剖後的屍體泡在箱子裡進行脫水,生物塑化技術在這之前,屍體已經被浸染了福馬林,因此要在低溫的丙酮浸液中把福馬林排除,用丙酮進行置換。

四是切片定型:在冷凍狀態下,可以用鋸把屍體切成3.5厚的切片。人們可以通過這些切片區別受損與正常的器官,如吸菸的肺與正常肺的區別,脂肪肝與正常肝臟的區別等。屍體冷凍切片後做成各式各樣的造型。工作人員用小夾子、鋼針、針頭、木頭等用具把脫水的屍體一點一點地擺成造型,這時人體標本的肌肉,乾而澀,沒有一點彈性,一根根紅色血管及肌肉組織清晰可見。

五是真空置換:人體的70%是液體,利用塑化標本化技術,可以使屍體組織內的液體通過一個特殊的真空過程由活性塑膠如矽橡膠,環氧樹脂或聚合樹脂置換出來.但人體細胞及人體的本來面貌即使在顯微鏡下觀察都仍舊保持其保存前的狀態。

解剖學中的套用

生物塑化生物塑化

一、材料和方法
1.冰凍切片的製作:11具正常成年人屍,男8例女3例,年齡40~60歲。屍體用10%的甲醛經動脈灌注固定後,浸泡於防腐液中,使用時用手鋸自頸根部鋸斷,置-40℃低溫冰櫃中,冰凍48h以上,在木工帶鋸下分別製作水平面、冠狀面、矢狀面冰凍切片6、4、2套。

水平面標本以聽眥線為基線,向下層層鋸切,層厚為10mm,總計15層,冠狀面與水平面垂直,自下頜角開始,自前向後,層厚為10mm,總計9層。矢狀面先自正中剖開,向兩側鋸切,層厚為10mm,總計6層。

2.生物塑化切片的製作:5具正常成年人屍,男4例女1例,年齡40~60歲。生物塑化切片的製作參照張紹祥等[1]的報導,將10%的甲醛防腐固定的人體頭頸部標本經過預處理後,進行低溫冰凍,再在切割機下切割,得到包含顱底及上頸部長方體標本塊體積約150mm×150mm×100mm,然後進行生物塑化處理。

生物塑化方法包括:①低溫脫水:將標本置於-25℃低溫冰櫃中,在10倍質量的丙酮中經過4步脫水,每步脫水的時間為1周,第4步脫水的時間為2周;②真空浸漬:用德國Biodura公司生產的塑化劑E12、E6、E600配比混勻後,置於真空中,將標本連同丙酮一起迅速浸漬於塑化劑中,丙酮在負壓條件下氣化、被吸出,時間為2~3周;③硬化處理:經浸漬完成的標本連同塑化劑及容器一起置於50℃的烤箱中硬化,時間為2周;④切割:經硬化處理的標本與塑化劑固化為一體,將其固定於鑽石切割儀上,分別按水平面和冠狀面以鑽石鋸線切割3、2套,層厚設定為1.2mm,水平面50~55片,冠狀面45~50片。

二、結果
全部冰凍切片的厚度為9.5~10.5mm,鋸耗率約為1.0~1.5mm。在水平面冰凍斷層切片上,聽眥線下4~5層為頭頸部骨質層面,可以辨認顱底骨質和上頜骨、下頜骨,其下為軟組織層面,前為咽腔,後為脊髓腔,兩者之間的外側為頸內動、靜脈和後組顱神經,顯示清楚。矢狀面和冠狀面上,由於切片厚度的影響,翼內、外肌和咽腔顯示較清楚,但頸部血管、神經顯示不出。由於鋸斷後失去支持,舌、脊髓等組織出現脫落和移位,需要隨時復原。

塑化的取材標本為單側顱底下(含中線)軟組織及骨質。塑化後取材,前界至上頜骨中部,後界至顳骨後緣,獲得大小約為80mm×80mm×50mm塑化塊進行切割,塑化薄層切片的厚度約為1.2mm,鋸耗率為0.2~0.3mm。斷面標本為半透明狀,水平切片和冠狀切片對顱底骨質、肌肉、血管、神經顯示均較為清楚,顏色基本無失真,可觀察組織在斷面上的形態、位置、大小、毗鄰及走行。組織塑化後,鋸切時不變形,無移位、脫落,切面乾淨,組織清楚,易保存、攜帶。置於顯微鏡下還可以觀察放大的組織結構。
三、討論
與冰凍切片相比,生物塑化切片的優點在於結構清楚,保真程度高。其原因一是由於採用了塑化劑沖填後,組織結構之間的解剖關係已經固定,不會受到切割、轉移的影響,二是採用鑽石鋸線進行鋸切,損耗率較低。此外,塑化切片層面薄,能夠滿足現代診斷和治療技術對提高解剖學研究的精確度的要求。切片乾淨,可隨意保存、攜帶、演示

生物塑化切片不足之處在於製作周期較長、成本較高,而且由於切割儀空間的限制,標本大小一般不超過100mm×100mm×100mm,因此需要選擇需要製作的標本的範圍。

採用生物塑化技術製作的薄層切片標本,最主要的套用在影像診斷的參照和手術入路的選擇,薄層切片還可以作為基本圖像元進行計算機圖像三維重建。

意義

2006年11月16日,德國古本,研究生物塑化技術的醫生哈根斯(中)與他的人體乾屍展示品在一起。2006年11月16日,德國古本,研究生物塑化技術的醫生哈根斯(中)與他的人體乾屍展示品在一起。

塑化技術是德國醫學博士哈根斯教授在1978年發明的,它解決了困擾解剖學界數百年的難題,自其誕生以來,從這一技術衍生出了許多套用方法,塑化技術不僅適用於人體標本,也適用於動物植物標本的製作,生物塑化技術廣泛套用於解剖學,胚胎學,生物學,病理學,臨床影像學,生物力學,法醫學和博物館等多種學科和領域。

人體塑化技術使遺體保存脫離了福馬林,標本無刺激性,具有乾燥無味,持久耐用的特性,斷層標本透明感強,結構精細,可以在完全自然的狀態下研究局部結構。由於多聚物的良好的理化特性,矽橡膠標本可以有其獨特的解剖結構顯示方法,可以套用於醫學教學,醫學科研和科普宣傳中。

生物塑化技術還可以套用於考古學,人類學和生物學等研究領域中,有效地保存考古資料,人類學資料和稀有動植物的原貌。這對於科學研究是非常有利的,目前,在中國廣州,上海,南京,青島,深圳,泰安等地已有多家生物塑化標本廠。

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