雙色熒光油墨在腎管道鑄型標(biāo)本中應(yīng)用研究*

祖文軒，宋元元，李媛媛，王 恒，張雙雙，李財(cái)政，賴桂華

(1.蚌埠醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室，安徽 蚌埠 233030；2.蚌埠醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院)

器官管道鑄型是人體解剖學(xué)教學(xué)和科研工作中重要的標(biāo)本制作技術(shù)，它可以直觀地還原器官內(nèi)各種管道結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)鑄型劑的主要成分為牙托粉、環(huán)氧樹脂和水溶性顏料，久置易脫色，導(dǎo)致動(dòng)、靜脈混淆。腎的血管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是教學(xué)中的重點(diǎn)及難點(diǎn)。傳統(tǒng)的動(dòng)脈乳膠灌注法制作出的標(biāo)本顏色單一，無(wú)法直觀全面地展示腎內(nèi)動(dòng)、靜脈全貌。腎血管水溶劑鑄型標(biāo)本雖解決了這一問題，但長(zhǎng)時(shí)間保存，微血管脫色，不利于觀察辨認(rèn)。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一種紅藍(lán)雙色熒光鑄型的方法，動(dòng)、靜脈同時(shí)灌注，聯(lián)合鑄型，將雙腎動(dòng)、靜脈結(jié)構(gòu)同時(shí)呈現(xiàn)并區(qū)分開來(lái)，油墨熒光劑可長(zhǎng)久保存，在紫外光下，結(jié)構(gòu)清晰，兼具陳列及教學(xué)效果。

1 對(duì)象與方法

1.1試劑 熒光鑄型劑配制：將丙烯油畫顏料1.00 g、紫外熒光油墨(紅、藍(lán))各1.40 g、環(huán)保型通用清洗劑1.40 mL混合，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，混合配入鄰苯二甲酸二丁?.70 mL，自凝牙托水4.80 mL和自凝牙托粉4.70 g，攪拌均勻。傳統(tǒng)鑄型劑配制：將油畫顏料1.00g、自凝牙托水 65～70 mL，自凝牙托粉30～35 g，鄰苯二甲酸二丁酯 30 mL，攪拌均勻。

1.2實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 雄性白色新西蘭兔20只，體重2.0～2.5 kg。按鑄型劑不同分為兩組，分別為熒光鑄型組和傳統(tǒng)鑄型組，每組10只新西蘭兔，共20只。實(shí)驗(yàn)用兔由蚌埠醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，實(shí)驗(yàn)方法遵循赫爾辛基宣言原則。

1.3方法 兩組動(dòng)物模型均用3 %戊巴比妥20 mL快速靜脈推注藥物處死，取仰臥位，四肢固定于解剖臺(tái)上。熒光鑄型模型鑄型方法：打開腹腔，找到并分離出腹主動(dòng)脈和下腔靜脈。在腎動(dòng)、靜脈處用動(dòng)脈夾夾閉腹主動(dòng)脈的近心端和下腔靜脈遠(yuǎn)心端，并留繩備用，于腹主動(dòng)脈近心端和下腔靜脈遠(yuǎn)心端做V字切口，分別插入輸液管，系緊固定。先抽取10倍稀釋肝素溶液分別推注入動(dòng)、靜脈內(nèi)至阻力感明顯，用動(dòng)脈夾分別夾閉腹主動(dòng)脈遠(yuǎn)心端和下腔靜脈近心端，再緩慢、勻速注入紅色熒光鑄型劑進(jìn)入腹主動(dòng)脈，藍(lán)色熒光鑄型劑進(jìn)入下腔靜脈。標(biāo)本放置1 h待鑄型劑凝固后，切取雙腎及連接段動(dòng)、靜脈，將鑄型標(biāo)本放入腐蝕劑中腐蝕，此過程約24 h。打撈沖洗，放置標(biāo)本盒3個(gè)月后，置于暗箱中，用紫光燈直接照射，觀察記錄。傳統(tǒng)鑄型鑄型方法：與熒光鑄型方法相同，灌注傳統(tǒng)鑄型劑，3個(gè)月后，置于D65標(biāo)準(zhǔn)光源箱中，觀察記錄。

1.4觀察指標(biāo) 熒光鑄型標(biāo)本置于暗箱中，用紫光燈照射陳列。傳統(tǒng)鑄型置于D65標(biāo)準(zhǔn)光源箱內(nèi)陳列。隨機(jī)選取20位觀測(cè)者，采用視覺模擬評(píng)分法(visual analogue scale，VAS)對(duì)3種觀測(cè)指標(biāo)(脈管結(jié)構(gòu)清晰度；美觀度；動(dòng)靜脈結(jié)構(gòu)對(duì)比度)評(píng)分，按優(yōu)良程度從1～10分評(píng)分。每組陳列5個(gè)標(biāo)本，20位觀測(cè)者分別對(duì)每個(gè)標(biāo)本打分，并記錄分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：1～3分列為較差，4～5分列為一般，6～8分列為較好，9～10分列為優(yōu)秀，統(tǒng)計(jì)兩組中每個(gè)等級(jí)的數(shù)量，結(jié)果按計(jì)數(shù)資料顯示。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用GraphPad Prism統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，得分以等級(jí)資料表示，其中一般和較差合計(jì)算作最終較差級(jí)別，較好和優(yōu)秀的例數(shù)合計(jì)為優(yōu)良級(jí)別，兩組結(jié)果采用計(jì)數(shù)資料行×列表資料卡方檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，比較兩組模型的優(yōu)良率。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1脈管結(jié)構(gòu)清晰度結(jié)果 熒光鑄型標(biāo)本較傳統(tǒng)鑄型標(biāo)本可更為清楚地顯示出腹主動(dòng)脈、下腔靜脈，左、右腎動(dòng)脈及左、右腎靜脈等結(jié)構(gòu)，微觀動(dòng)、靜脈的脈絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)清晰。此外，在冠狀位的切面觀中，熒光鑄型標(biāo)本可顯示出腎錐體的大致輪廓(圖1-2)。觀測(cè)者對(duì)脈管結(jié)構(gòu)清晰度的評(píng)分結(jié)果中，熒光鑄型模型較好及以上等級(jí)的次數(shù)是81次，而傳統(tǒng)鑄型為66次，熒光鑄型模型評(píng)分的優(yōu)良率明顯高于傳統(tǒng)鑄型(χ2=11.053，P=0.011)。見表1。

圖2 傳統(tǒng)鑄型模型兔雙腎、動(dòng)靜脈型標(biāo)本背側(cè)面觀

2.2標(biāo)本陳列美觀度結(jié)果 熒光鑄型標(biāo)本置于紫外光燈箱內(nèi)陳列，傳統(tǒng)鑄型標(biāo)本置于D65標(biāo)準(zhǔn)光源箱內(nèi)陳列。熒光鑄型標(biāo)本在紫外光燈下，背景不顯色，且鑄型劑內(nèi)混入熒光油墨后，顯色均勻，無(wú)過度曝光或顯色欠實(shí)等情況，兼具藝術(shù)感及美觀度。美觀度評(píng)分中，熒光鑄型較好及以上級(jí)別的人次為75次，而傳統(tǒng)鑄型僅為38人次，兩組模型評(píng)分中優(yōu)良率比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=31.550,P<0.0001)，熒光鑄型組標(biāo)本優(yōu)良率高于傳統(tǒng)鑄型。見表1。

2.3雙腎動(dòng)靜脈結(jié)構(gòu)對(duì)比度結(jié)果 采用的紅色及藍(lán)色熒光油墨分別模擬動(dòng)、靜脈管道的顏色，于紫外光燈激發(fā)下，只有含有熒光油墨的管道可以顯色，可更大程度上去除傳統(tǒng)組中周圍未消化完全組織的視覺干擾，對(duì)比度更為強(qiáng)烈，目標(biāo)性更強(qiáng)。對(duì)比度評(píng)分中熒光鑄型較好及以上級(jí)別的人次為81次，而傳統(tǒng)鑄型為60人次，兩組結(jié)果中熒光鑄型模型優(yōu)良率高于傳統(tǒng)鑄型(χ2=13.423,P=0.004)。見表1。

表1 兩組雙腎動(dòng)、靜脈熒光鑄型標(biāo)本的脈管結(jié)構(gòu)對(duì)比結(jié)果(例)

3 討論

3.1管道鑄型的現(xiàn)狀及瓶頸 傳統(tǒng)血管鑄型技術(shù)中以溶劑揮發(fā)后凝固成型法的首選鑄型劑是過氯乙烯，以及化學(xué)反應(yīng)成型法的常用鑄型劑是自凝牙托材料。過氯乙烯溶液因其收縮率大，流動(dòng)性好，適合灌注管道細(xì)小、流程較長(zhǎng)的管道。自凝牙托材料收縮率小，流動(dòng)性不佳，故適合灌注流程短、管徑粗大的內(nèi)臟器官管道[1]。目前，常用的鑄型劑是將過氯乙烯和自凝牙托材料按不同特定比例混合，以及環(huán)氧樹脂混合過氯乙烯的改良環(huán)氧樹脂，制作出來(lái)的混合填充劑流動(dòng)性好，產(chǎn)氣發(fā)熱現(xiàn)象消失；鑄出的標(biāo)本韌性增加，血管飽滿，色澤光潔，疏密有度，解決了以往全身鑄型標(biāo)本塌陷、外觀不飽滿、形狀失真的弊端。但是對(duì)操作者的技術(shù)要求較高，如消化不充分，或灌注不流暢則都可導(dǎo)致標(biāo)本制作的失敗或者陳列效果不良。

3.2熒光鑄型的發(fā)展背景及優(yōu)勢(shì) 熒光鑄型的發(fā)展很大程度上解決了上述問題。鐘光明等[2]提出，將熒光材料應(yīng)用于管道鑄型標(biāo)本的制作中，可以提高標(biāo)本的觀賞價(jià)值及藝術(shù)性。采用過氯乙烯、牙托粉和環(huán)氧樹脂AB膠不同比例混合熒光劑的方法，混入熒光粉后對(duì)鑄型劑的流動(dòng)性影響較大，造成血管分支缺如明顯，不符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。常見的環(huán)氧樹脂AB膠混合熒光材料的新型鑄型劑簡(jiǎn)化了標(biāo)本制作工序，還能使鑄型支在夜間散發(fā)熒光，提高其觀賞性和吸引力，效果良好。但其存在熒光載體太單一，發(fā)光不持久，制作工藝待完善等問題[3]。

目前廣泛應(yīng)用于防偽技術(shù)、注塑和涂料領(lǐng)域的熒光材料—紫外熒光油墨，則提供一種可作為理想熒光材料應(yīng)用于保留骨骼的血管鑄型標(biāo)本制作的重要啟發(fā)[4-7]。無(wú)色或略顯淺黃色的紫外熒光油墨具有在紫外光下發(fā)光亮度高、光色單一、光熱穩(wěn)定、不易老化、容易分散到各種溶劑和有機(jī)材料中等優(yōu)點(diǎn)；而且性能測(cè)試顯示，在紫光燈下，紫外熒光油墨會(huì)發(fā)出目的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的亮光，顯示出理想顏色的熒光，關(guān)閉紫外燈，則立即恢復(fù)其本色[5,7]。值得一提的是，在流動(dòng)性、細(xì)度和黏度的表現(xiàn)上，加入或未加入稀土紫外熒光粉的油墨效果基本無(wú)差別，提示紫外熒光油墨對(duì)鑄型劑的流動(dòng)性影響較小[7]。而這些性能對(duì)脈管標(biāo)本顯影十分有利，熒光油墨可以在管道中均勻分布，對(duì)血管走形及立體結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)更有優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)鑄型劑的顯色成分主要是水溶性顏料，久置易脫色，導(dǎo)致動(dòng)、靜脈混淆。然而熒光鑄型劑在管道鑄型中的研究報(bào)道甚少，目前也尚未見紫外熒光油墨應(yīng)用于鑄型保本制作的報(bào)道。腎的血管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是教學(xué)中的重點(diǎn)及難點(diǎn)。本課題選用新西蘭兔雙腎脈管系統(tǒng)作為研究對(duì)象，選用紫外熒光油墨同時(shí)，升級(jí)用紅藍(lán)兩種熒光鑄型方法，將紅色熒光油墨注入動(dòng)脈中，藍(lán)色熒光油墨注入靜脈中，采用傳統(tǒng)鑄型劑的雙腎脈管標(biāo)本作為對(duì)照。結(jié)果在紫外燈光的激發(fā)下，熒光鑄型標(biāo)本的陳列箱無(wú)背景光或顏色干擾，動(dòng)、靜脈系統(tǒng)周圍殘余組織亦不顯色，紅色與藍(lán)色熒光顯色均勻；與傳統(tǒng)方法雙腎管道系統(tǒng)陳列標(biāo)本相比較，其脈管結(jié)構(gòu)清晰度，美觀度，以及動(dòng)、靜脈結(jié)構(gòu)對(duì)比度都更為優(yōu)秀。傳統(tǒng)的腎動(dòng)脈乳膠灌注法制作出的標(biāo)本顏色飽和度較低，兩種顏色的對(duì)比度不夠強(qiáng)烈。在本實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，水溶性顏料長(zhǎng)時(shí)間保存后微血管會(huì)有脫色的現(xiàn)象，采用的熒光油墨雖然在防偽顯色等領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛且可以長(zhǎng)久顯色，但應(yīng)用在脈管鑄型標(biāo)本中，其顯色強(qiáng)度是否可以經(jīng)久不衰，有待于進(jìn)一步的觀察。

隨著我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生的迅速發(fā)展，知識(shí)經(jīng)濟(jì)的興起，管道鑄型所處的外部環(huán)境發(fā)生了重大變化，新方法、新材料等高新技術(shù)的結(jié)合是大勢(shì)所趨[8]。此外，清晰的管道鑄型標(biāo)本，能夠很好地顯示小血管甚至微血管，對(duì)血管外科及顯微外科等學(xué)科的教學(xué)和臨床工作提供了形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)[9]。