Способ препарирования миокарда предсердий
METHOD FOR PREPARING ATRIAL MYOCARDIUM

Изобретение относится к анатомии человека, может быть применено в сравнительной анатомии человека и животных.
Миокард представляет собой среднюю оболочку стенки сердца и образован преимущественно мышечной тканью. В отличие от средних (мышечных) оболочек других полых органов, мышечные пучки и слои миокарда перемежаются прослойками жировой ткани, которые сложно удалить. Удаление жировой ткани особенно актуально при препарировании миокарда предсердий по той причине, что в стенках предсердий удельный объем жировой ткани существенно больше, чем в стенках желудочков.
Способ изготовления анатомических препаратов мышечных оболочек полых органов, в т.ч. миокарда известен из общего уровня техники. Сущность способа состоит в препарировании мышечной оболочки, то есть в послойном удалении всех анатомических структур, покрывающих мышечную оболочку органа снаружи, причем их удаляют механическим путем при помощи режущего инструмента (например, скальпеля) и пинцета [1, 3, 5].
Известны способы уменьшения содержания жировой ткани в заготовке препарата. Например, для обезжиривания биологических тканей на этапах изготовления препаратов используют способ, предполагающий последовательное помещение заготовки в растворы изопропилового спирта возрастающей концентрации [2]. Но этот способ используют для изготовления гистологических препаратов, а техническим результатом способа является получение срезов локального участка органа толщиной не более нескольких десятков микрометров.
Для облегчения механического удаления жировой ткани, разделяющей слои и пучки миокарда, при препарировании используют предварительную термическую или химическую обработку заготовок. Например, описаны способы, в которых препарирование миокарда выполняют на заготовке органа, которую предварительно варят в кипящей воде от 20 минут [7] до 6 часов [8, 9] и затем охлаждают до комнатной температуры, варку осуществляют в воде, в которую добавляют уксусную кислоту [10].
Недостатками такого изготовления является неизбирательность воздействия на разные ткани: при вываривании заготовки разрушается не только соединительная, в т.ч. жировая ткань, но и мышечные пучки и слои миокарда, это не позволяет изготовить препарат высокого качества. В связи с тем, что стенка предсердий существенно тоньше, чем стенка желудочков, и легко разрушается при варке, способы, описанные в источниках [7-10], используют только для изготовления анатомического препарата миокарда желудочков, но не предсердий.
Известен способ изготовления анатомического препарата сердца, описанный в диссертации Д.А. Старчика (2017, с. 110-115) и использованный автором для последующей силиконовой пластинации. При этом используют фиксированные в формалине сердца, которые после препарирования обезвоживают путем погружения в холодный ацетон с четырехкратной заменой растворителя через каждые 7 суток, далее обезжиривают сердца в чистом ацетоне или метиленхлориде при комнатной температуре в течение 10-12 дней с двухкратной сменой растворителя через 5-6 дней, после чего сердца пропитывают силиконовой композицией при комнатной температуре в вакуумной камере путем плавного понижения давления в течение 2-3 дней до завершения выделения пузырьков ацетона из препаратов с последующей полимеризацией и отверждением силикона. Далее из полученных препаратов изготавливают макроскопические срезы (пластинаты), на которых изучают слои и пучки миокарда [4].
Недостаток приведенного способа состоит в том, что способ предполагает лишь поверхностное препарирование, состоящее в удалении структур, в том числе жировой ткани, расположенных на поверхности миокарда (под эпикардом), а при изучении макроскопических срезов (пластинатов), которые изготавливают из препаратов, изготовленных по этому способу, получают информацию о взаимном положении мышечных слоев и пучков только в двухмерной, но не в трехмерной системе координат.
В качестве прототипа использован способ препарирования миокарда предсердий, реализованный в работе D. Kozlowski et al. [6]. При этом сердце на несколько суток помещают в смесь 10% водного раствора формалина и 98% спирта, затем промывают в воде и механическим путем препарируют, т.е. механически скальпелем и пинцетом разделяют слои и пучки миокарда.
Недостатком способа является то, что за счет воздействия смеси 10% формалина и 98%) спирта происходит сильное обезвоживание и уплотнение миокарда. При этом не происходит обезжиривания препарата. Все это затрудняет достоверное выявление мышечных слоев и пучков, увеличивает количество артефактов и, следовательно, не позволяет получить высокоинформативный препарат миокарда предсердий.
Патентуемый способ направлен на получение объективных знаний в областях фундаментальной науки, изучающих закономерности и варианты нормального строения миокарда предсердий человека и животных.
Технический результат, на достижение которого направлен патентуемый способ, состоит в изготовлении высокоинформативного анатомического препарата миокарда предсердий, характеризующегося наличием и четкой дифференцировкой мышечных слоев и пучков, изучение которого позволит получить достоверную информацию о взаимном расположении этих слоев и пучков в стенках предсердий в трехмерной системе координат.
Результат достигается за счет того, что на заготовке препарата сердца вскрывают правый и левый желудочки, их полости туго тампонируют ватой (Фиг. 1), тем самым герметизируют предсердно-желудочковые отверстия, затем предсердия заполняют текучей, способной затвердевать массой (Фиг. 2), после затвердевания этой массы, сердце на 24-48 часов погружают в 30%) водный раствор изопропилового спирта, затем промывают в теплой проточной воде, высушивают при комнатной температуре в течение 1-2 часов, далее с наружной поверхности предсердий механически при помощи скальпеля и пинцета удаляют эпикард и подэпикардиальную клетчатку, затем помещают на 24 - 48 часов в 50% водный раствор изопропилового спирта, промывают в теплой проточной воде, высушивают при комнатной температуре в течение 1-2 часов, затем препарируют мышечные слои и пучки миокарда предсердий, для чего кончик скальпеля вводят в пространства между пучками и слоями миокарда, причем скальпель располагают так, чтобы его режущий край находился перпендикулярно к плоскости слоев и пучков миокарда (Фиг. 3), и совершают скальпелем скребущие движения в стороны, а пинцетом из пространств между слоями и пучками миокарда удаляют соединительную ткань, после чего сердце помещают на 24 - 48 часов в 70% водный раствор изопропилового спирта, промывают в теплой проточной воде, высушивают на воздухе до полного испарения воды с поверхности препарата (Фиг. 4). При большом количестве жировой ткани сердце еще раз помещают в новую порцию 70% водного раствора изопропилового спирта и, после того как на поверхности этого раствора перестанет визуально определяться жир, извлекают из этого раствора.
Сущность патентуемого способа состоит в чередовании этапов механического препарирования, промывания в воде, высушивания на воздухе и химической обработки (обезвоживания и обезжиривания) миокарда в изопропиловом спирте, причем последовательность этапов постоянна и на каждом последующем этапе химической обработки используют более концентрированный раствор изопропилового спирта по сравнению с предыдущим этапом (Фиг. 5).
Патентуемый способ поясняется фотографиями.
Фиг. 1 - Полости левого и правого желудочков сердца вскрыты и тампонированы ватой. Вид снизу (со стороны верхушки сердца).
Фиг. 2 - Введение полимера в полость левого предсердия.
Фиг. 3 - Препарирование миокарда. Вид сверху.
Фиг. 4 - Миокард обоих предсердий отпрепарирован.
Фиг. 5 - Батарея растворов возрастающей концентрации изопропилового спирта для проводки препарата.
Авторами в научно-медицинской и патентной литературе не обнаружено сведений о изготовлении анатомического препарата миокарда предсердий путем чередования механического препарирования, промывания в воде, высушивания на воздухе и химической обработки (обезвоживания и обезжиривания) миокарда в указанной последовательности с использованием на каждом последующем этапе химической обработки более концентрированного раствора изопропилового спирта, следовательно, патентуемый способ отличается новизной.
Авторами установлено, что чередование этапов механического препарирования, промывания в воде, высушивания на воздухе и химической обработки (обезвоживания и обезжиривания) миокарда в установленной последовательности при условии использования на каждом последующем этапе более концентрированного раствора изопропилового спирта позволяет изготовить высокоинформативный анатомический препарат миокарда предсердий, характеризующийся наличием и четкой дифференцировкой мышечных слоев и пучков, изучение которого позволит получить достоверную информацию о взаимном расположении этих слоев и пучков в стенках предсердий в трехмерной системе координат, следовательно, патентуемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень».
Патентуемый способ не требует больших материальных затрат и специального оборудования, он легко выполним в практике, следовательно, соответствует критерию «промышленная применимость».
Способ реализуют следующим образом. Сердце извлекают из трупа, промывают в проточной воде до полного удаления сгустков крови из предсердий. При необходимости сгустки удаляют механическим путем: руками, пинцетами. На препарате сердца вскрывают правый и левый желудочки, их полости туго тампонируют ватой, тем самым герметизируют предсердно-желудочковые отверстия (Фиг. 1). В левом предсердии полностью герметизируют все легочные вены, за исключением одной, например, правой верхней легочной вены. В правом предсердии герметизируют устье нижней полой вены, для чего это устье заклеивают заплатой. Далее предсердия заполняют текучей массой, способной затвердевать, например, жидким силиконом с отвердителем. Левое предсердие заполняют через единственную негерметизированную легочную вену, например, через правую верхнюю легочную вену (Фиг. 2). Правое предсердие заполняют через верхнюю полую вену. Сразу после заполнения полостей сердца текучей, способной затвердевать, массой осуществляют герметизацию тех вен, через которые эту массу вводили в полости сердца. После того как масса, введенная в предсердия, окончательно отвердеет, что определяют пальпаторно, сердце на 24-48 часов погружают в 30% водный раствор изопропилового спирта. Длительность пребывания сердца в растворе в каждом конкретном случае зависит от степени инфильтрации стенок предсердий жировой тканью, степень инфильтрации определяют на каждом этапе визуально. Сердце извлекают из раствора, промывают в теплой проточной воде, высушивают при комнатной температуре в течение 1-2 часов. Длительность высушивания зависит от температуры, влажности и подвижности воздуха в помещении, в котором изготавливают препарат, и в каждом конкретном случае определяется визуально. Далее с поверхности предсердий механическим путем, при помощи скальпеля и пинцета, удаляют эпикард и подэпикардиальную клетчатку до тех пор, пока не будет виден на всем протяжении поверхностный слой миокарда предсердий. Затем сердце помещают на 24-48 часов в 50% водный раствор изопропилового спирта. За счет химического воздействия раствора жировая ткань, разделявшая слои и пучки миокарда, эмульгируется и выходит из органа. Сердце извлекают из раствора, промывают в теплой проточной воде, высушивают при комнатной температуре в течение 1-2 часов. После этого механическим путем препарируют мышечные слои и пучки миокарда, для этого кончик скальпеля вводят в пространства между пучками и слоями миокарда, которые были заполнены жировой тканью и освобождены от нее за счет химической обработки, а также освобождены от воды за счет этапа высушивания препарата на воздухе (Фиг. 3). Скальпель располагают так, чтобы его режущий край находился перпендикулярно к плоскости слоев и пучков миокарда, и совершают скальпелем скребущие, «бреющие» движения в стороны. Таким образом, из пространств между слоями и пучками миокарда окончательно удаляют соединительную ткань, которую затем извлекают пинцетом. Далее сердце помещают на 24-48 часов в 70% водный раствор изопропилового спирта, после чего извлекают из этого раствора, промывают в теплой проточной воде, высушивают на воздухе до полного испарения воды с поверхности препарата. При необходимости сердце, содержащее большое количество жировой ткани, после извлечения из 70% водного раствора изопропилового спирта и промывания в теплой проточной воде, повторно помещают в новую порцию 70%) водного раствора изопропилового спирта и, после того как на поверхности этого раствора перестанет визуально определяться жир, извлекают из этого раствора.
Таким образом, применение патентуемого способа позволяет изготовить высокоинформативный анатомический препарат миокарда предсердий, характеризующийся наличием и четкой дифференцировкой мышечных слоев и пучков (Фиг. 4), изучение которого позволит получить достоверную информацию о взаимном расположении этих слоев и пучков в стенках предсердий в трехмерной системе координат и тем самым обеспечить возможность получения объективных знаний в областях фундаментальной науки, изучающих закономерности и варианты нормального строения миокарда предсердий человека и животных.
Литература
1. Гончаров Н.И. Руководство по препарированию и изготовлению анатомических препаратов / Н.И. Гончаров, Л.С. Сперанский, А.И. Краюшкин, С.В. Дмитриенко. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2002.
2. Пешков М.В. Метод гистологической проводки тканей с использованием изопропанола и минерального масла / М.В. Пешков, И.И. Дыгало // Архив патологии. - 2009. - Т. 71. - №3. - С. 39-41.
3. Пикалюк B.C. Методическое пособие по изготовлению анатомических препаратов / B.C. Пикалюк, Г.А. Мороз, С.А. Кутя. - Симферополь: [Крымский, гос. мед. ун-т им. С.И. Георгиевского], 2004.
4. Старчик Д.А. Морфологические и конституциональные особенности сердца с учетом антропометрического статуса и физического развития женщин зрелого и пожилого возраста: дис.… д-ра мед. наук / Москва, Сеченовский университет, 2017. - С. 110-115.
5. Ярославцев Б.М. Руководство по изготовлению анатомических и биологических препаратов / Б.М. Ярославцев. - Фрунзе: Изд-во Киргиз, гос. ун-та, 1961. - 444 с.
6. Kozlowski D., et al. Preliminary study of external interatrial muscle fascicles // Folia Morphol. 2002. Vol. 61, No. 2, P. 97-101.
7. De Lavalle R, Rendon L. Estructuracion у funcion del miocardio ventricular canino (Canis lupus familiaris): banda miocardica ventricular. Spei Domus. 2015;11(22):25-35. doi: http://dx.doi.org/10.16925/sp.vlli22.1156
8. Silbiger JJ and Bazaz R. (2020) The anatomic substrate of mitral annular contraction // doi.org/10.1016/j.ijcard.2019.11.129.
9. Torrent Guasp F. La estructuracion macroscopica del miocardio ventricular. Rev Esp Cardiol 1980; 33. P. 265-287.
10. Trainini J.C et al. (2018) Diseccion del miocardio // Rev Argent Cardiol 2017. Vol. 85. P. 44-50. http://dx.doi.org/10.7775/rac.es.v85.il.10198.