СПОСОБ ПЛАСТИНАЦИИ АНАТОМИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИЛИКОНОВОГО КАУЧУКА ТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
METHOD OF PLASTINATION OF ANATOMIC PREPARATIONS WITH APPLICATION OF SILICON RUBBER OF TECHNICAL PURPOSE

Область применения
Изобретение относится к области медицины, в частности к области морфологии, и может быть использовано для пластинации анатомических препаратов.
Уровень техники
Известными способами пластинации анатомических препаратов с использованием синтетических каучуков технического назначения при изготовлении полимерсодержащих анатомических препаратов являются два нижеописанных способа.
Из уровня техники известен «СПОСОБ ПОЛИМЕРНОГО БАЛЬЗАМИРОВАНИЯ АНАТОМИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ» (патент RU 2282354). Описывается способ полимерного бальзамирования анатомических препаратов, включающий обезвоживание ткани в охлажденном ацетоне, замещение ацетона силоксановым каучуком и вулканизацию, отличающийся тем, что вулканизацию силоксанового каучука в анатомических препаратах проводят путем облучения с суммарной дозой свыше 3 Мрад. Техническим результатом является использование данного способа в работе анатомических лабораторий для полимерного бальзамирования анатомических препаратов, в результате которого значительно повышается их прочность и появляется возможность неограниченно долго хранить препараты на воздухе.
К недостаткам СПОСОБА ПОЛИМЕРНОГО БАЛЬЗАМИРОВАНИЯ АНАТОМИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ можно отнести то, что для его осуществления требуется дорогостоящее оборудование, такое как:
- низкотемпературная холодильная установка, т.к. процесс обезвоживания - замещения воды в органе на промежуточный растворитель (ацетон) по данной методике осуществляется в охлажденном ацетоне при температуре до -25°С;
- вакуумная камера, процесс импрегнации - замещения ацетона на полимер в органе проводят при давлении 40-60 мм рт.ст.;
- радиационно-химическая установка РХМ-γ-20, где препарат подвергают γ-облучению свыше 3 Мрад для вулканизации полимера в препарате.
Кроме того, технологический процесс построен таким образом, что персонал лаборатории по изготовлению полимерсодержащих анатомических препаратов вынужден постоянно непосредственно контактировать с вышеперечисленными приборами и реактивами, что влечет за собой приобретение ряда профессиональных заболеваний, а при длительном контакте инвалидизацию.
Также из уровня техники известен «СПОСОБ ПЛАСТИНАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ» (патент RU 2282992). Изобретение относится к области медицины, а именно к анатомии. Предлагаются варианты способа пластинации биологических объектов, заключающиеся в том, что в первом случае объект фиксируют, обезвоживают в 100% ацетоне, производят форсированную пропитку объекта на водяной бане при температуре 80-100°С при размере объекта толщиной до 4 см трижды по 3 часа с интервалом в 24 часа; при толщине от 4 до 15 см - 5 раз, а при толщине от 15 до 30 см - 7-8 раз, используя при этом композицию, имеющую состав при следующем соотношении компонентов: силиконовый полимер SX 101 (силиконовый герметик прозрачный) - 3 части; полиизопрена готовый раствор (резиновый клей) - 2; уайт-спирит - 1 часть, при этом объем композиции берут в соотношении 10:1 к объему биологического объекта, после чего объект вытирают и высушивают, а во втором случае после обезвоживания сначала производят пропитку биологического объекта при комнатной температуре 10% раствором целлоидина в 100% ацетоне в течение 14 дней с последующим удалением излишков раствора, а затем форсированную пропитку на водяной бане так же, как и в первом варианте, но используя при этом в качестве полимерного материала готовый раствор полиизопрена.
Данное решение выбрано в качестве прототипа.
СПОСОБ ПЛАСТИНАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ является наиболее близким по технологии из известных способов изготовления полимерсодержащих анатомических препаратов. Однако полученные данным способом анатомические препараты не сохраняют естественный объем (пропорционально уменьшаются в размерах) и цвет органов (имеют светло-серый оттенок). Они имеют резкий запах растворителя (уайт-спирита), не выветривающийся даже при длительном хранении, вдыхание паров которого небезопасно для здоровья. В связи с чем можно сделать вывод о том, что в данном случае удешевление процесса производства отразилось на качестве получаемого результата.
Технический результат: способ позволяет получать препараты, которые, обладая всеми основными преимуществами пластинатов, имеют значительно меньшую себестоимость, за счет снижения стоимости сырья и исключения потребности использования дорогого оборудования; также способ обеспечивает максимальное снижение профессиональных вредностей для персонала изготавливающих препараты лабораторий. В результате чего возможно успешное использование данных препаратов для проведения практических занятий, лекций, приема экзаменов, а также в музейной экспозиции кафедры.
Реализация изобретения
Заявленный технический результат достигается за счет того, что в технологическом процессе не используется дорогостоящее и небезопасное в эксплуатации оборудование (низкотемпературная холодильная установка, вакуумная камера, радиационно-химическая установка РХМ-γ-20), а также за счет исключения из состава композитной жидкости токсичных веществ.
Способ пластинации анатомических препаратов, характеризующийся использованием силиконового композита при форсированной пропитке препарата на водяной бане, обезвоживанием в ацетоне, фиксацией изготовленного анатомического препарата в 10% растворе кислого формалина в течение 2 суток, отличающийся тем, что после фиксации препарат промывают в проточной водопроводной воде в течение 24 часов, для удаления остатков формалина из тканей препарата, после чего препарат на 24 часа помещают в морозильную камеру при температуре не ниже -5°С, затем процедуру промывки повторяют и после вторичной промывки производят обезвоживание в ацетоне при комнатной температуре +20°С, причем в первую неделю смена ацетона проводится трижды: через 24 часа, затем двукратно через каждые 72 часа; процесс дегидратации производят до тех пор, пока содержание воды в препарате не снизится до 2%; при обезвоживании проводят 5-кратную смену ацетона с интервалом в 1 неделю, начиная с 8-го дня; после обезвоживания препарата производят форсированную пропитку, в процессе которой образец помещается в силиконовый композит, состоящий из 2-х частей: силиконового каучука СКТН-А и амидного катализатора Z6020 так, чтобы объем катализатора составлял 1% от объема композита; при этом объем композита берут в соотношении 10:1 к объему биологического объекта; далее емкость с препаратом в силиконовом композите помещают на индукционную варочную панель, позволяющую поддерживать постоянную температуру 60°С; нагревание проводят по 3 часа с интервалами в 24 часа до прекращения кипения ацетона, далее препарат оставляют в полимерном композите еще на 24 часа при комнатной температуре; после форсированной пропитки осуществляют тщательное удаление остатков полимера с поверхности препарата, затем производят сушку под тягой при комнатной температуре.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показана блок-схема технологического комплекса, реализующего способ, где 1 - емкость для фиксации изготовленного анатомического препарата в 10% растворе кислого формалина, 2 - установка для длительной промывки препарата в проточной водопроводной воде, 3 - морозильная камера, 4 - устройство для дегидратации, 5 - устройство (5) для форсированной пропитки препарата на водяной бане, 6 - установка для сушки (6) при комнатной температуре под тягой.
На Фиг.2 показана схема устройства для дегидратации на основе дегидратационной камеры - 7 для обезвоживания препарата - 8 в ацетоне - 9, где 10 - регенератор, 11 - емкость для стока жира, 12 - емкость для стока воды.
На Фиг.3 показана схема устройства для импрегнации (форсированной пропитки) препарата на водяной бане, где 13 - емкость для пропитки, 14 - полимер, 15 - стеклокерамика, 16 - дно посуды, выполненное из ферромагнетика, 17 - медная катушка, 18 - магнитное поле.
Осуществление изобретения
Способ может быть реализован на основе технологического комплекса для проведения пластинации анатомических препаратов, содержащего (см. Фиг.1) устройство (5) для импрегнации (форсированной пропитки) препарата на водяной бане, устройство для дегидратации на основе дегидратационной камеры для обезвоживания в ацетоне (4), емкость для фиксации изготовленного анатомического препарата в 10% растворе кислого формалина (1), морозильную камеру (3), установку (2) для длительной промывки препарата в проточной водопроводной воде, установку для сушки (6) при комнатной температуре под тягой, а устройство для форсированной пропитки препарата на водяной бане выполнено на основе индукционной варочной панели, позволяющей поддерживать постоянную температуру 60°С.
Устройство для дегидротации (см. Фиг.2) может быть выполнено на основе дегидратационной камеры (7), которая в растворе ацетона (9) обеспечивает обезвоживание препарата (8) посредством регенератора (10) и емкостей для сбора жира (11) и воды (12).
Устройство для пропитки препарата на водяной бане выполнено на основе индукционной варочной панели, позволяющей поддерживать постоянную температуру 60°С.
Такое устройство может быть реализовано на примере устройства, показанного на Фиг.3. В нем используется емкость для пропитки (13), дно посуды (16) которой выполнено из ферромагнетика. Расположенная под стеклокерамической плитой (15) медная катушка (17) формирует магнитное поле (18), обеспечивая индукционную варку.
В качестве установки (2) для длительной промывки препарата в проточной водопроводной воде может использоваться, например, проточный кран, раковина промывки и канализационный сток для использованной воды.
В качестве установки для сушки (6) при комнатной температуре под тягой могут использоваться любые тепловентиляторы.
Принцип работы технологического комплекса следующий. Изготовленный анатомический препарат после фиксации в 10% растворе кислого формалина в течение 2 суток промывается в проточной водопроводной воде в течение 24 часов для удаления остатков формалина из тканей препарата.
После промывки в проточной воде препарат на 24 часа помещают в морозильную камеру (-5°С). Эта процедура имеет целью улучшить последующую диффузию ацетона и полимера внутрь анатомического препарата.
После вторичной промывки производится обезвоживание в 5-кратном объеме ацетона при комнатной температуре +20°С. В первую неделю смена ацетона проводится трижды: через 24 часа, затем двукратно через каждые 72 часа. Дегидратация производится до тех пор, пока содержание воды в препарате не снизится до 2% (содержание воды в ацетоне измеряется ацетометром при каждой смене ацетона). Для достижения полноценного обезвоживания препаратов требуется 5-кратная смена ацетона с интервалом в 1 неделю, начиная с 8-го дня.
Схематическое изображение процессов дегидратации и импрегнации показано на Фиг.2, Фиг.3.
После обезвоживания препарата производится форсированная пропитка. Образец помещается в силиконовый композит, состоящий из 2-х частей: силиконового каучука СКТН-А и амидного катализатора Z6020, так, чтобы объем катализатора составлял 1% от объема композита. Синтетический каучук марки СКТН-А достаточно широко известен [1, 2, 3]. Амидный катализатор Z6020 представляет собой аминосилан для химически стойких шпатлевочных составов фирмы Дау Корнин (аминоэтиламинопропилтриметоксисилан) [4].
При этом объем композита берут в соотношении 10:1 к объему биологического объекта. Далее емкость с препаратом в силиконовом композите помещается на индукционную варочную панель, позволяющую поддерживать постоянную температуру 60°С. Происходит вскипание ацетона и его замещение на полимерный композит. Нагревание проводят по 3 часа с интервалами в 24 часа до прекращения кипения ацетона. Далее препарат оставляют в полимерном композите еще на 24 часа при комнатной температуре. После форсированной пропитки производится сушка под тягой при комнатной температуре. Перед сушкой необходимо тщательное удаление остатков полимера с поверхности препарата. Для этого используется марлевый тампон. Ниже приведен пример, иллюстрирующий изобретение, но не ограничивающий его.
Пример
Изготовленный анатомический препарат сердца взрослого человека массой 255 г после фиксации в 10% растворе кислого формалина в течение 2 суток промывался в проточной водопроводной воде в течение 24 часов для удаления остатков формалина из тканей препарата.
После промывки в проточной воде препарат на 24 часа помещали в морозильную камеру (-5°С). Эта процедура имела цель улучшить последующую диффузию ацетона и полимера внутрь анатомического препарата.
После вторичной промывки производилось обезвоживание в 5-кратном объеме ацетона при комнатной температуре +20°С. В первую неделю смена ацетона проводится трижды: через 24 часа, затем двукратно через каждые 72 часа. Дегидратация производится до тех пор, пока содержание воды в препарате не снизится до 2% (содержание воды в ацетоне измеряется ацетометром при каждой смене ацетона). Для достижения полноценного обезвоживания препаратов проводилась 5-кратная смена ацетона с интервалом в 1 неделю, начиная с 8-го дня.
После обезвоживания препарата производилась форсированная пропитка. Образец помещался в силиконовый композит, состоящий из 2-х частей: силиконового каучука СКТН-А и амидного катализатора Z6020, так, чтобы объем катализатора составлял 1% от объема композита. При этом объем композита брали в соотношении 10:1 к объему биологического объекта. Далее емкость с препаратом в силиконовом композите помещалась на индукционную варочную панель, позволяющую поддерживать постоянную температуру 60°С. Происходило вскипание ацетона и его замещение на полимерный композит. Нагревание проводили по 3 часа с интервалами в 24 часа до прекращения кипения ацетона. Далее препарат оставляли в полимерном композите еще на 24 часа при комнатной температуре.
После форсированной пропитки производилась сушка под тягой при комнатной температуре. Перед сушкой проводили тщательное удаление остатков полимера с поверхности препарата марлевым тампоном. До окончательного застывания полимера проводили позиционирование (придание препарату необходимого положения).
С целью совершенствования технологии пластинации анатомических препаратов нами проводился поиск новых способов консервации препаратов с использованием синтетических каучуков технического назначения. За последние годы на кафедре анатомии человека ГОУВПО МГМСУ Росздрава были испробованы, усовершенствованы и запатентованы несколько оригинальных технологических процессов и полимерных композиций. В результате нам удалось найти компромисс между ценой и качеством получаемых препаратов. Наши препараты, обладая всеми основными преимуществами пластинатов, имеют значительно меньшую себестоимость, за счет снижения стоимости сырья. Они успешно используются для проведения практических занятий, лекций, приема экзаменов, а также в музейной экспозиции кафедры. Препараты, приготовленные на базе технологического комплекса, имеют ряд основных преимуществ по сравнению с традиционными анатомическими препаратами:
- Токсичные консерванты и другие вредные для здоровья вещества удаляются из органов вместе с водой. Это делает пластинированные препараты безопасными для здоровья и дает возможность обращаться с ними без защитной спецодежды (халат и перчатки).
- Удаление воды останавливает ферментативные реакции и развитие микроорганизмов, что предотвращает любые изменения в биологических тканях. Поэтому пластинированные образцы не имеют никакого запаха и не портятся в течение многих лет.
- Замещение воды на химически инертный полимер дает возможность хранить препараты на воздухе без повторной обработки консервантами и не требует использования специальных емкостей и герметичных контейнеров.
- Прочность и износостойкость пластинированных образцов значительно выше, чем у традиционных анатомических препаратов. Именно поэтому учебные экспонаты, изготовленные методом полимерного бальзамирования, имеют длительный срок эксплуатации, просты и удобны в использовании.
- Сохраняется естественная форма и цвет органов.
- Уменьшение себестоимости препаратов, за счет использования в технологическом процессе отечественных силиконовых каучуков технического назначения и их долговечность позволяют сэкономить учебный бюджет.
Источники информации:
1. http://www.surel.ru/silicone/37-sktn-med.php
2. http://www.penta-91.ru/sctn.htm
3. http://www.sofex-silicone.ru/production/item/60/
4. http://www.sgrus.ru/articles/Silanes%20guide%20Russian.pdf