聚乙烯醇水溶膠在解剖學教學標本制作中的應用
佚名
作者:石小田,胡愛華,馬志健,羅 剛,張顯芳,趙久紅,陳衛民,易西南
【摘要】 目的:探討聚乙烯醇水溶膠在解剖學教學標本管道灌注和標本表面涂刷中應用的可行性,以期為人體解剖學教學標本制作提供新型材料。方法:采用濃度為6%、8%、10%、12%、14%聚乙烯醇水溶膠,5例前臂材料動脈血管進行灌注,5例已剝制標本進行表面涂刷,經凝膠后,以求得用于血管灌注和標本表面涂刷各自最佳濃度。結果:12%聚乙烯醇水溶膠適用于標本血管灌注,為最佳管道灌注濃度;8%聚乙烯醇水溶膠最適用于標本表面涂刷應用。結論:聚乙烯醇水溶膠是一種理想的適用于人體解剖學教學標本制作的新型材料。
【關鍵詞】 聚乙烯醇;標本制作;應用
[ABSTRACT] Objective: To explore the feasibility of using polyvinyl alcohol (PVA) hydrosol for tract perfusion and surface brush in human anatomical specimen making. Methods: PVA hydrosol at the concentration of 6%, 8%, 10%, 12%, and 14% were applied for forearm arterial veins perfusion in five human specimens and surface brush of five exfoliated specimens in order to find the most suitable concentration for specimen making. Results: It was shown that PVA hydrosol at the concentration of 12% was the optimal concentration for vein perfusion, it was the most suitable one for tract perfusion. On the other hand, 8% was the optimal concentration for surface area brush. Conclusion: PVA hydrosol is an ideal material for producing human anatomical specimen.
[KEY WORDS] Polyvinyl alcohol; Specimen making; Application
聚乙烯醇(PVA)由聚醋酸乙烯酯醇解而制得,為水溶性高分子樹脂[1,2],具有良好的水溶性、成膜性、粘接力、乳化性以及卓越的耐油脂和耐溶劑等性能,且無毒、無味、無刺激,其優良的性能已廣泛應用于醫療[3]、工業[4]、建材[5]、紡織[5]等領域;而用于人體解剖學教學標本制作方面未見報道。本實驗探討采用不同濃度聚乙烯醇水溶膠用于解剖教學標本管道灌注和標本涂刷中應用的可行性,以期為人體解剖學教學標本管道灌注和標本表面涂刷探索新型材料。實驗取得了滿意的效果,經實驗得知12%聚乙烯醇水溶膠適用于標本管道灌注,為最佳管道灌注濃度;8%聚乙烯醇水溶膠最適用于標本表面涂刷應用。
1 材料與方法
1.1 材料
聚乙烯醇(天津市大茂化學試劑廠,1799型號,實驗試劑,聚合度為1700,醇解度99%),燒杯,蒸餾水,玻璃棒,水溫計及標本灌注器材。
1.2 方法
1.2.1 聚乙烯醇水溶液的制備 取6、8、10、12、14g PVA分別分散投入50℃左右蒸餾水100mL的燒杯中浸泡0.5h,保持水溫適當攪拌,使其充分膨脹、分散,然后逐步提高溫度,控制在85~90℃,并不停地攪拌,使其充分溶解,持續保溫0.5~1h即可溶解。加入1~2滴碘液,適當搖動觀察,若藍紫色色澤能均勻擴散,說明已完全溶解;若出現團粒狀透明體,則說明尚未完全溶解,還需加以時間溶解。待PVA完全溶解后,邊攪拌邊冷卻,直至常溫,用2層紗布過濾即可,若長期存放待用需加入0.1%的甲醛、水楊酸進行防腐,避免腐敗。
1.2.2 管道標本備材與水溶膠血管灌注 取5%肝素生理鹽水按常規管道鑄型法,進行5例新鮮前臂標本動脈血管沖洗后,取剛配制的5種不同濃度的聚乙烯醇水溶膠加上相應的水彩顏料攪拌均勻進行灌注,其量為55~60mL。新鮮標本血管彈性較好,灌注壓力可稍大些灌注量較多些;防腐固定標本血管較脆,灌注壓力須小,灌注量也較小,避免血管破裂填充劑滲入組織間。其量可根據灌注壓力和指趾末端皮膚顏色來掌握。
1.2.3 標本管道填充劑凝膠化 標本灌注完畢后進行填充劑物理與化學法凝固:甲醛固定尸體標本直接放置冰柜采用冷凍法進行凝膠,冰柜的溫度調至3℃,時間為15~20min;新鮮標本可采用5%硼酸+15%甲醛混合水溶液進行注射,促使填充劑凝固和標本防腐固定。
1.2.4 大體標本的備制及水溶膠表面涂刷與凝膠 將已剝制好的5例標本稍加修整,盡量使標本表面的結締組織殘段修凈,采用5%雙氧水進行24h漂白,清水沖洗、浸泡后,拿出放置常溫中自然晾干,以標本表面水分充分晾干,再用干燥的毛巾或浴巾包裹標本1~2h,以充分吸取表面殘余水分。取剛已制備好的聚乙烯醇水溶膠,用毛刷占取少量涂膠沿標本結構一個方向均勻地依次涂刷,不宜來回亂刷,皮膚部位無需涂刷。涂刷完畢后,將標本放置冰柜中冰凍10min,或置于5%硼酸或硼砂水溶液浸泡2~3min或噴灑,促使涂膠加快凝固,待膠體凝固后進行瓶裝封盒。
2 結果
2.1 前臂血管灌注結果及最佳濃度篩選
據解剖觀察得出:濃度為6%聚乙烯醇水溶膠灌注的標本管道填充不飽滿,收縮性大;8%灌注的標本管道填充也不飽滿,收縮性大;10%灌注的標本,血管管道填充較飽滿,血管形狀不圓滑;12%灌注的標本,大血管管道飽滿、圓滑,細小血管鑄型顯示清晰,管道牽拉性較好,具有一定彈性;14%灌注的標本,大血管管道飽滿、圓滑,但細小血管網鑄型不充分,難以完整顯示。經上述實驗結果對比得出,12%聚乙烯醇水溶膠灌注的人體前臂標本血管鑄型充分,細微血管也能充分顯示,如皮膚、肌肉、神經、骨膜等微細營養血管都能清晰顯示,血管色澤均勻鮮艷,為最佳血管灌注濃度。
2.2 標本表面涂刷結果及最佳濃度篩選
標本表面涂膠經凝膠后觀察得出:濃度為6%聚乙烯醇水溶膠涂刷標本表面形成一層不均勻的透明膜,標本面高處透明膜形成較薄不完整,未有效地將標本面難以修凈的結締組織殘端粘附在標本表面,瓶裝后出現不同程度的毛茸現象;8%的濃度膠體標本表面形成一層均勻透亮的膠膜,將難以修凈的結締組織殘端粘附在標本表面,瓶裝后標本未出現毛茸現象,整潔美觀大方;10%以上濃度膠體標本面雖形成一層均勻透亮的膠膜,瓶裝后標本也未出現毛茸現象,但標本表面形成的膠膜太厚,粘附力不強,標本瓶裝過程中膠膜易脫落。據上述可知濃度8%的聚乙烯醇水溶膠為標本表面涂刷最佳濃度。
3 討論
3.1 聚乙烯醇性質簡介及水溶膠調制要點
聚乙烯醇水溶性隨醇解度增大而減弱,醇解度為87%~89%的產品水溶性最好,不管是在冷水中還是在熱水中它都能很快地溶解,醇解度為99%及以上的聚乙烯醇只溶于95℃以上的熱水中[6],但應用于解剖學技術方面須醇解度為99%以上的產品。聚乙烯醇的水溶液可以與淀粉、羧甲基纖維素(CMC)、酪朊等多種水溶性樹脂相容,而增加其黏稠度,改善聚乙烯醇水溶液的特性。聚乙烯醇水溶液對硼砂及硼的化合物特別敏感[7],將硼砂或硼酸水溶液與聚乙烯醇水溶液混合,靜置2min,即可失去流動性,此外,某些鉻的化合物,釩、鋯及高錳酸鉀等化合物也使聚乙烯醇水溶液發生凝膠作用。聚乙烯醇最有效的增塑劑是含羥基的酰胺基或氨基的有機化合物,如甘油是最廣泛使用的聚乙烯醇增塑劑,它可以和聚乙烯醇以適當的比例摻和,增塑效果好;乙二醇、甲酰胺和某些分子量較低的聚乙二醇也是有效的增塑劑。
配制聚乙烯醇水溶膠最好先將其置入恒溫水中浸泡1h,使其充分溶脹、分散,然后逐步提高溫度,讓其完全溶解;配制中若有泡沫產生,可加入0.03%的防(消)泡劑三丁基磷酸鹽或聚乙二醇醚等可抑制泡沫的產生。標本灌注前可添加適量含羥基的酰胺基或氨基的有機化合物,常用甘油增塑;長期備制的水溶膠須加入0.1%甲醛或水楊酸進行防腐,密封貯存常溫中,使用時可添加少量溫水攪拌至所需濃度即可。
3.2 聚乙烯醇水溶膠填充劑的優點
聚乙烯醇為水溶性高分子樹脂,在恒溫為85℃,持續保溫為1~1.5h可完全溶解于水,其水溶膠顆粒微細,與顏料攪拌色彩分散均勻,流動性強,在新鮮與固定標本血管灌注應用中,神經、肌肉、骨膜、皮膚等細小營養血管都可充分鑄型顯示,大血管飽滿、圓滑,色彩鮮艷。該填充劑具有較乳膠遇福爾馬林酸化而不凝結的性質,特別適用于經甲醛防腐固定尸體的大體解剖學血管灌注研究;但其牽拉力、彈性不如乳膠,較明膠、淀粉、羧甲基纖維素、過氯乙烯鑄型填充劑好。填充劑具有凝膠方法多樣化,遇硼酸、磷酸及3℃下可瞬時凝固,凝膠無收縮、無空泡等,解凍后不融化;具有耐油脂、耐溶劑等性能,且無毒無味無刺激耐老化性強。優良的成膜性、懸浮性、乳化性、保護膠體等性能,特別適用于血管造影術新載體填充劑。水溶膠性質優良,無毒無味無刺激,來源廣泛,價格低廉,是一種理想的管道灌注填充劑。
3.3 聚乙烯醇水溶膠應用于標本表面涂刷的特點
在制作大體剖制標本中,標本雖經過精心細致的反復修整,但其表面的結締組織殘段終究難以修凈,瓶裝后常出現毛茸等現象,極大地影響了標本美觀,使標本質量大大降低。為此,每當制作完一件或一批標本后,通常采用明膠水溶液或雞蛋清進行標本表面涂刷[8],以將難以修凈的結締組織殘端粘附在標本表面,從而是標本瓶裝后不出現毛茸等現象。但明膠在使用中常受氣溫影響,在氣溫達到25℃以上時,明膠凝膠較慢,且易將標本內部水分吸出而與膠液互溶,使膠體稀釋不易凝固。雞蛋清能在氣溫達到25℃以上時使用,也具有良好的凝固性,但膠體因高溫易腐敗,難以達到理想的涂膠效果。聚乙烯醇水溶膠的作用性質較上述涂刷劑具有以下優點:(1) 材料來源廣泛,配制簡單,使用方便,價格低廉。(2)使用不受氣溫影響,在氣溫高于25℃以上時也能正常應用,促使凝膠方法多樣化且快捷,有冰凍法、化學法。(3) 膠體非明膠、雞蛋清高蛋白物質,不易腐敗變質。(4)無毒、無味、無刺激,并具有良好的水溶性、成膜性、粘接力、乳化性及耐油脂和耐溶劑等性質,為一種理想的標本表面涂刷新型材料。