李勝男,羅 嚴,高婉月,白志坤,羅繼龍★
(1.東北農業大學動物醫學學院實驗動物與比較醫學重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 150030;2.東北農業大學動物科學與技術學院,黑龍江 哈爾濱 150030)
人們一直在努力研究尸體防腐并保持其完整,例如古埃及木乃伊和20世紀的低溫保存。同時人們對形態學的興趣也使研究人員保存人體組織來研究其解剖結構。保存過程中最重要的進展是1896年福爾馬林的引入,但其刺激性氣味和致病性也很大程度上限制了其應用。在解剖保存技術上的突破是1978年馮·哈根斯發明了塑化技術。該技術包括浸漬和包埋兩種方法,即用可固化的聚合物如硅樹脂、環氧樹脂或聚酯取代生物組織中的水和脂質。這些聚合物隨后會硬化,產生干燥、無味、耐用的器官標本或人體切片。因此,這種方法非常適合制作博物館標本來教授人體大體解剖學。隨后發展起來的塑化薄層為斷層解剖提供了一個很好的工具。但生物塑化技術也存在諸如價格較貴,技術難度大等問題,因此研究人員也在探索簡單的替代方案。我們之前用水晶滴膠嘗試包埋雞心切片,獲得的薄層包埋結果不錯。
家畜解剖學作為動物醫學專業第一門專業基礎課,一直是醫學生難以逾越的課程之一。尤其是在學習肌學的內容,因其在機體內分布廣泛、錯綜復雜,普通標本無法展現肌肉之間的層疊關系,故需要一款模型標本輔助學習。現階段制作或購買橫截面標本價格高,因此本研究選擇用犬前肢制作橫截面滴膠包埋標本來解決現階段橫截面教具的不足,使學生能夠做到理論聯系實際以掌握各肌肉局部位置的層次位置。現將制作過程報道如下。
1.1 材 料犬、手術刀及手術刀片、止血鉗、手術剪、眼科剪、紗布、粗繩、注射器(20mL、10mL、5mL、1mL)、導引管、標本瓶、泡沫板、大頭針、廢物缸、兔固定架、燒杯、玻璃棒、滴膠(A、B膠),量筒、精確電子秤、膠頭滴管、干棉花、酒精棉球、甲醛溶液、水、無水乙醇、鹿眠寶、燒堿。
1.2 制作方法本文選用健康成犬作為標本制作對象,其前肢大小適中,肌肉明顯,形態較好。根據犬的體重配好麻藥,采用靜脈注射方式將犬麻醉,待麻醉起效后,暴露出犬的頸動脈,動脈兩端用止血鉗夾住,插入套管,打開近心端的止血鉗,輕輕壓迫胸部,盡可能大量放血致死。在肚臍處、腹中線做皮膚切口,環繞前肢肘部做切口,再繼續沿中線向上到頸部及耳后做切口,沿這些切口剝離皮膚,盡量處理干凈皮肌和筋膜,使肌肉完整暴露。切開胸淺肌的降部與其背部的橫部。同樣處理方法,將胸深肌切開。隨后在鎖骨劃處切斷,保留臂頭肌,切斷斜方肌、菱形肌、肩胛橫突肌,將腹鋸肌和前肢之間切斷。前肢全部卸下,用流水進行反復清洗直至表面沒有殘留毛發血漬。
5%~10%甲醛溶液作為防腐固定劑進行固定,若處理時由于肌肉過厚無法實現完全固定,可以通過注射局部方法進行加速固定。根據前肢大小,盡量保持肢體的伸展性,以便切割到拐角處遇到障礙,將保持之后的前肢放入10%甲醛溶液中保存1個月。將固定好的前肢取出,用流水沖洗3d,直至標本無明顯甲醛味道。犬類前肢較大,故切成3~5cm厚的橫截面。用線鋸進行肌肉環切,遇到血管、肌腱、韌帶等其他部位需要用手術刀進行仔細切割修飾。最后采用線鋸將骨頭切斷,盡量保持骨頭完整性,切面整齊。
采用燒堿(96%的氫氧化鈉粗制品)通過氫氧化鈉皂化脫脂反應進行脫水脫脂。選用已切制好的橫截面標本,將截面處碎肉碎渣清理干凈,分清組織結構。在室溫條件下,用6%氫氧化鈉溶液對標本進行脫脂處理。在脫脂過程中,可以采用物理機械方法對標本進行擠壓,直至脂肪和脂肪酸鈉的穩定溶液以泡沫形式全部溢出,無現象發生即可。用5%雙氧水浸泡24h,直至標本表面發白即可。最后經雙氧水漂白之后,取出標本晾干至無水滴滲出,在外表面涂抹甘油與酒精混合液,持續15d。將脫水脫脂完成的標本整理肌肉板塊紋路,對應相應肌肉紋路板塊畫出對應簡圖,使學生更易對應理解,作為輔助教具進行教學。
最后,采用高清滴膠(硬質環氧樹脂A、B膠)進行標本保存流程,滴膠標本成品具有粘度低,透明度高,耐黃變等特點,可充分體現教具的方便性及美觀性。高清滴膠的A膠、B膠混合時需要按照A膠和B膠的混合比例2.5:1(或者質量比3:1)進行配置。將A膠和B膠攪拌均勻后還需要放置10min,以消除高清滴膠中的氣泡。選用合適模具,將混合好的滴膠先倒入一半。放入處理好的標本,此時會出現少量氣泡,用上述方法再一次剔除氣泡。待稍凝固,再向模具中填滿滴膠,重復去除氣泡步驟。選取干凈通風良好的位置風干1周左右,直至干透進行脫模。滴膠凝固后脫模邊角會有膠印結塊,需要打磨。用砂紙粗目到細目遞增目數打磨,依次遞增磨出高透光滑的感覺。打磨完成肌肉橫斷面教具制作就此完成。
成品由犬前肢肌肉橫截面標本和對應標注簡圖組成。截面標本由兩段組成,一段取于前肢上部,另一段取于前肢下部。單個截面標本形狀為長40cm、寬30cm、高15cm的長方體,其表面光滑透明,可直接觀察到犬前肢肌肉分布情況。包埋標本呈灰白色,肌肉組織間有明顯界限,展現出肌肉層疊結構。標注簡圖通過電腦繪制,打印而成,與標本一一對應。將該教具用于教學中,教師可在三維層面向學生展示各肌肉層疊關系。同時,教師利用對應簡圖可以對學生進行考察,以來驗證課堂效果,讓學生真正融會貫通,學有所成。該教具制作方法安全高效,通過簡單的學習即可上手制作。學生可以在教師的協助下用此方法制作本教具或其他標本模型,既提升學生的動手能力和耐心程度,也讓學生在制作過程中鞏固課堂知識并會靈活運用,最終達到寓教于樂目的。
本實驗是制作犬前肢橫斷面滴膠包埋教具,該方法制作的標本比現有的傳統的肌肉標本更加立體,更加直觀的觀察到肌肉的位置關系,讓學生更好掌握肌肉位置關系。目前國內教學都是以課本教學為主,肌肉相關的教具模型和標本非常少,學習時沒有足夠的實踐教具,再加上本來肌肉相關知識難以掌握,導致學習這門課程的難度大大增加。國內外對橫斷面標本的制作大多停留在人體橫截標本制作階段,通常是冷凍法來進行固定,利用電動斷層帶鋸進行切割,再通過樹脂進行包埋保存。研究發現利用滴膠法制作包埋動物組織實驗,大多為心臟等內臟器官,而肌肉等大型組織未有人嘗試。本研究采用滴膠法來進行制作此標本,進而避免樹脂材料變黃、標本本身變色等問題。在實驗實驗動物選取上,我們考慮到作為教具首選應為清晰明了,簡易輕便等目的,若用牛或馬進行制作,不僅花費材料過多,而且耗期時間較長,且學生教師拿取極不方便,給教學帶來困難。而犬前肢大小適中,是清楚了解基本肌肉組織構架的不錯選擇。研究中的難點出現在脫水脫脂步驟中。固定之后直接采用滴膠包埋,標本溢脂嚴重,成品中有許多乳絮狀物影響感觀。常規脫水脫脂會使用到丙酮,但其技術應用時間較長過程麻煩冗長、技術復雜設備昂貴,而且易發生火災。本研究采用燒堿進行脫水脫脂,但濃度過高會造成肌肉腐蝕性損傷且不可逆,因此也需要注意使用濃度。研究已經證明塑化薄層可以與成像研究相媲美,它提供了不同解剖結構的精確視圖,以及在解剖學上相互聯系,提高了對放射學技術(CT或MR)獲得的圖像的理解,可以更好地解釋成像研究。而橫斷面包埋標本可以看作是加厚型的薄層標本,也可用于日常教學,并在臨床科研領域發揮作用,進而對學生臨床階段分析CT圖像、核磁圖像這種二維到三維跨越有良好輔助作用。
總之,本研究中報道的犬前肢橫斷面包埋教具制作方法容易操作且價格相對低廉,適合學生親自動手制作,為學生今后影像學的學習做好堅實基礎,同時可以作為第二課堂實踐課鍛煉其動手能力。