一種利用環(huán)氧樹(shù)脂包埋真空凍干人體解剖學(xué)標(biāo)本的方法

王 強(qiáng) 孟 澤 賈 芳 喬軍偉 張 葉 宋青山 帖衛(wèi)芳

(河套學(xué)院醫(yī)學(xué)系 內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000)

人體解剖學(xué)是醫(yī)學(xué)教育中最為基礎(chǔ)的形態(tài)學(xué)課程，教學(xué)內(nèi)容直觀性強(qiáng)，實(shí)踐教學(xué)非常重要。雖然學(xué)習(xí)人體解剖學(xué)的方法與技術(shù)層出不窮，但是，在人體解剖學(xué)的教學(xué)中，任何類(lèi)型的教學(xué)資源都不能代替人體解剖學(xué)標(biāo)本在解剖教學(xué)中的地位。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，人體解剖學(xué)標(biāo)本是稀缺資源，為了更好地重復(fù)利用好人體解剖學(xué)標(biāo)本，必須解決好人體解剖學(xué)標(biāo)本的保存問(wèn)題。在人體解剖學(xué)學(xué)科發(fā)展史上，長(zhǎng)期以來(lái)5%甲醛水溶液在人體標(biāo)本保存方面起重要作用，但是大量研究證實(shí)，甲醛屬于劇毒物質(zhì)，對(duì)人體解剖學(xué)的學(xué)習(xí)者存在明顯的危害。

為了減少甲醛在教學(xué)過(guò)程中對(duì)師生健康的危害，人體解剖學(xué)工作者不斷探索新的人體標(biāo)本保存方法，如塑化標(biāo)本技術(shù)、自然凍干標(biāo)本技術(shù)、樹(shù)脂包埋技術(shù)等。但上述方法均存在一定不足：塑化標(biāo)本技術(shù)制作周期長(zhǎng)，一件標(biāo)本通常需要一年以上的制作周期，且在制作過(guò)程中需要大量使用丙酮、硅橡膠等對(duì)環(huán)境有害的試劑；自然凍干標(biāo)本技術(shù)制作周期長(zhǎng)，使用三氧化二砷等劇毒物質(zhì)；樹(shù)脂包埋技術(shù)主要用于斷層、鑄型標(biāo)本的制作。為此，筆者通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)研究，探索了一種用環(huán)氧樹(shù)脂包埋真空凍干人體解剖學(xué)標(biāo)本的方法。

一、材料與方法

（一）標(biāo)本準(zhǔn)備

選取福爾馬林充分固定的尸體，取材體積較小的器官，最好不超過(guò)0.01m3。如肝、腦、心、腎、甲狀腺、胸腺、胰腺、胃、小腸（一段）、子宮、卵巢、睪丸、直腸、骨、單塊肌肉等。首先，常規(guī)制作標(biāo)本，剔除器官周邊多余組織，充分暴露器官重要結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行脫脂、漂白。

（二）標(biāo)本凍干

1.真空凍干技術(shù)原理

真空凍干技術(shù)屬于一種特殊的干燥技術(shù)，基本原理是應(yīng)用水的氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三相的互相轉(zhuǎn)化而實(shí)現(xiàn)的[1]。傳統(tǒng)冷凍標(biāo)本的干燥過(guò)程為：標(biāo)本中的水由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，再由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)干燥過(guò)程。凍干技術(shù)采用相應(yīng)的設(shè)備，使標(biāo)本預(yù)冷至零下30攝氏度左右，在真空條件下，提供低溫?zé)嵩?，使冷凍?biāo)本中的水直接由固態(tài)升華為水蒸氣，從而達(dá)到脫水干燥的目的。經(jīng)凍干技術(shù)處理的標(biāo)本，體積無(wú)縮小、內(nèi)部疏松多孔、色澤無(wú)改變，非常有利于環(huán)氧樹(shù)脂滲透其中。

2.真空凍干技術(shù)設(shè)備

真空凍干技術(shù)設(shè)備一般包括干燥箱、制冷機(jī)、真空泵、加熱器等。干燥箱是凍干設(shè)備中的重要結(jié)構(gòu)，標(biāo)本的預(yù)凍、干燥都將在其內(nèi)部進(jìn)行；制冷系統(tǒng)非常關(guān)鍵，為標(biāo)本提供預(yù)冷及維持冷凍狀態(tài)的制冷作用；真空泵為標(biāo)本提供接近真空的環(huán)境，使標(biāo)本中的冰凍水直接升華為水蒸氣，并將水蒸氣不斷抽出干燥箱；加熱器對(duì)干燥箱內(nèi)標(biāo)本提供低溫、持續(xù)的熱源，加速干燥過(guò)程。

（三）標(biāo)本包埋

1.包埋材料

環(huán)氧樹(shù)脂A劑、環(huán)氧樹(shù)脂B劑、有機(jī)玻璃標(biāo)本盒、真空泵、量筒、打磨機(jī)、拋光機(jī)等。

2.制作尺寸適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)玻璃標(biāo)本盒

測(cè)量標(biāo)本的長(zhǎng)、寬、高，然后根據(jù)標(biāo)本的尺寸制作有機(jī)玻璃盒。有機(jī)玻璃材料要選用厚度為5mm的高透明度澆鑄板材；有機(jī)玻璃盒內(nèi)部長(zhǎng)、寬的實(shí)際尺寸要較標(biāo)本尺寸大1cm，高要較標(biāo)本的實(shí)際高度大3-4cm；有機(jī)玻璃盒頂部開(kāi)放，不封閉，便于灌入環(huán)氧樹(shù)脂混合液。

3.配制環(huán)氧樹(shù)脂

測(cè)算有機(jī)玻璃盒容積，再估算標(biāo)本的體積，用有機(jī)玻璃盒的容積減去標(biāo)本的體積就是需要配制的環(huán)氧樹(shù)脂的體積數(shù)量，實(shí)際配制的量要比測(cè)算的多300-500ml。環(huán)氧樹(shù)脂配制的體積比為A劑：B劑=2.5：1[2]，配制時(shí)先用量筒量取環(huán)氧樹(shù)脂A劑，倒入容器中備用，然后用另一量筒量取環(huán)氧樹(shù)脂B劑緩緩倒入盛有A劑的容器中，然后用玻璃棒沿一個(gè)方向緩緩攪拌，直至混合液完全透明、稀薄。

4.環(huán)氧樹(shù)脂混合液消除氣泡

將盛有混合液的容器放入真空桶內(nèi)，開(kāi)啟真空泵，真空壓力控制在0.08MPA，時(shí)間約為5min，直至混合液內(nèi)無(wú)大氣泡溢出。

5.包埋標(biāo)本

將標(biāo)本放入標(biāo)本盒，并調(diào)整位置，展現(xiàn)標(biāo)本最佳的觀賞角度。然后將已消除氣泡的環(huán)氧樹(shù)脂沿有機(jī)玻璃盒內(nèi)壁緩緩倒入，使液面高于標(biāo)本1-2cm。然后將盛有標(biāo)本與環(huán)氧樹(shù)脂混合液的有機(jī)玻璃盒置入真空桶，開(kāi)啟真空泵，真空壓力控制在0.05-0.08MPA之間，持續(xù)約10min，直至液體中無(wú)大氣泡溢出。然后將有機(jī)玻璃盒取出，注意防潮、防塵，于平整臺(tái)面靜置48小時(shí)，待環(huán)氧樹(shù)脂完全固化。

6.后期處理

環(huán)氧樹(shù)脂完全固化后，將盒子頂部多余的有機(jī)玻璃用打磨機(jī)打磨平整，然后用拋光機(jī)將斷面拋光處理，置于室內(nèi)保存，注意避光。

二、結(jié)果

使用環(huán)氧樹(shù)脂包埋凍干人體解剖學(xué)標(biāo)本，操作流程相對(duì)簡(jiǎn)便，包埋過(guò)程一次性完成，完全固化時(shí)間短（一般不超過(guò)48小時(shí)），透明度高（90%以上），氣泡極少，無(wú)分層現(xiàn)象，具有良好的耐沖擊性、耐久性、耐候性，便于保存。

三、討論

（一）環(huán)氧樹(shù)脂A劑:B劑比例對(duì)固化時(shí)間的影響

環(huán)氧樹(shù)脂是一類(lèi)分子中含有兩個(gè)以上的環(huán)氧基團(tuán)，在適當(dāng)條件下能形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)固化物的化合物總稱(chēng)[3]。在固化前，環(huán)氧樹(shù)脂是一種環(huán)氧低聚物，而固化后，則會(huì)形成一種樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且固化后的收縮率較小。環(huán)氧樹(shù)脂A劑主要成分是環(huán)氧樹(shù)脂及其他改性劑，如聚氨酯（PU）、聚酰亞胺（PI）、雙馬來(lái)酰亞胺（BMI）、聚醚酮、聚砜（PSF）和聚酯等；環(huán)氧樹(shù)脂B劑是固化劑，環(huán)氧樹(shù)脂固化劑是與環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀立體聚合物，使線型樹(shù)脂變成固體的添加劑。室溫條件下一般使用脂肪族多元胺較多，如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等[4]。此類(lèi)多元胺活性較大，能在室溫使環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)固化。在配制環(huán)氧樹(shù)脂混合液時(shí)，可以通過(guò)改變A劑與B劑的比例來(lái)調(diào)整固化時(shí)間，一般情況下，A劑：B劑的體積比為2.5：1。如果標(biāo)本體積較大，為防止在充分消泡前環(huán)氧樹(shù)脂混合液已發(fā)生一定程度的固化，可以減少B劑的用量，如A劑：B劑的體積比調(diào)整為3：1或3.5：1；如果標(biāo)本體積較小，為縮短固化時(shí)間，可以適當(dāng)增加B劑的用量，如A劑：B劑的體積比調(diào)整為2：1。

（二）標(biāo)本體積大小對(duì)包埋效果的影響

環(huán)氧樹(shù)脂包埋真空凍干解剖學(xué)標(biāo)本，一定要注意標(biāo)本體積對(duì)包埋效果的影響。首先，因?yàn)榄h(huán)氧樹(shù)脂的固化過(guò)程是一個(gè)產(chǎn)熱反應(yīng)，所以如果標(biāo)本體積過(guò)大，包埋使用的環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量較大，固化過(guò)程如果散熱不佳，可能會(huì)導(dǎo)致爆聚現(xiàn)象；其次，環(huán)氧樹(shù)脂包埋真空凍干解剖學(xué)標(biāo)本，消泡是一個(gè)關(guān)鍵步驟，消泡效果直接影響標(biāo)本質(zhì)量，如果標(biāo)本體積過(guò)大，容易出現(xiàn)消泡過(guò)程長(zhǎng)、消泡不徹底等問(wèn)題，影響標(biāo)本質(zhì)量。

（三）標(biāo)本盒頂端要有足夠空間

將環(huán)氧樹(shù)脂混合液灌入有機(jī)玻璃盒時(shí)，一定要使液面距盒子頂部2cm以上，因?yàn)樵谡婵窄h(huán)境下，混合液中的氣泡會(huì)劇烈溢出，如同沸水一般，混合液飛濺到盒子外壁會(huì)影響到包埋標(biāo)本的整體質(zhì)量。

（四）固化過(guò)程不可加熱

一般情況下，加熱可以加速標(biāo)本固化過(guò)程，但在制作真空凍干人體解剖學(xué)標(biāo)本的過(guò)程中，嚴(yán)禁對(duì)包埋標(biāo)本加熱。首先，包埋標(biāo)本環(huán)氧樹(shù)脂的用量較大，加熱可能增加爆聚發(fā)生的概率；其次，有機(jī)玻璃盒在加熱過(guò)程中可能發(fā)生熱融、軟化、變形、起泡等問(wèn)題。

（五）紫外線對(duì)包埋標(biāo)本的影響

包埋標(biāo)本制作完成后，一定要避光保存。因?yàn)榄h(huán)氧樹(shù)脂固化物中存在苯環(huán)，分子鏈上存在大量不飽和雙鍵，在紫外線長(zhǎng)期照射下易變色，導(dǎo)致透明性、絕緣性、強(qiáng)度等指標(biāo)大幅度下降。

四、結(jié)束語(yǔ)

環(huán)氧樹(shù)脂包埋真空凍干人體解剖學(xué)標(biāo)本的制作方法較為簡(jiǎn)便，易于操作，成品美觀耐用，為常規(guī)人體解剖學(xué)標(biāo)本的保存提供了一個(gè)有意義的探索方向。