CC BY
131
УДК 611.08
DOI 10.21685/2072-3032-2017-2-2
О. К. Зенин, О. В. Калмин СПОСОБ РЕСТАВРАЦИИ АНАТОМИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ
Аннотация.
Актуальность и цели. Цель исследования - ознакомить читателя с современным, безопасным, недорогим и эффективным способом восстановления анатомических препаратов, в котором так нуждается современная анатомия.
Материалы и методы. Подробно описывается способ реставрации анатомических препаратов, который предназначен для восстановления ранее консервированных (как фиксированных, так и бальзамированных) биологических тканей для их последующего использования с учебной и/или научной целью. Технология реставрации, как таковая, мало изменяется в сравнении с традиционными, но в качестве средства восстановления используется 1-10 % водный раствор бензоата натрия - «восстановитель».
Результаты и выводы. За счет применения предлагаемого восстановителя достигается улучшение качества препаратов, так как повышается их информативность и эстетичность, путем предупреждения дальнейших изменений естественной окраски, частичного или полного восстановления размеров и консистенции, увеличения последующего срока эксплуатации и устранения факторов профессиональной вредности персонала анатомических и патологоанато-мических лабораторий, обусловленных применением формалина.
Ключевые слова: анатомические препараты, фиксирование, бальзамирование, реставрация.
O. K. Zenin, O. V. Kalmin
A METHOD OF RESTORATION OF ANATOMICAL PREPARATIONS
Abstract.
Background. The purpose of the study is to acquaint readers with a modern, safe, inexpensive and effective way of restoring anatomical preparations that are highly demanded in modern anatomy.
Materials and methods. The method of restoration of anatomical preparations, which is intended for restoration of previously preserved (both fixed and embalmed) biological tissues for their subsequent use for educational and / or scientific purposes, is described in detail. The technology of restoration as such changes insignificantly in comparison with traditional ones, but as a means of recovery it is proposed to use 1-10 % aqueous solution of sodium benzoate - a "reducing agent".
Results and conclusions. By using the proposed "reducing agent", an improvement in the quality of preparations is achieved. Their informativeness and aesthetics are improved by preventing further changes in natural coloring, partial or complete restoration of the size and consistency, increasing the subsequent service life and eliminating the occupational hazards of anatomical and pathoanatomical laboratories due to the use of formalin.
Key words: anatomical preparations, fixing, embalming, restoration.
Основные проблемы изучения анатомических препаратов связаны с их недолговечностью, что является следствием посмертных изменений (разло-
жением) органических тканей [1, 2]. Естественный процесс дезорганизации биологических тканей - разложение, проявляется путем аутолиза и гниения. На ранних этапах разложения в основном имеет место аутолиз, являющийся следствием действия литических ферментов собственных клеток, которые обязательно в них присутствуют. Гниение подключается к процессу разложения биологической ткани на более поздних этапах и является результатом действия микроорганизмов, а точнее их литических ферментов. Поэтому задача сохранения биологических объектов сводится к блокированию этих двух однонаправленных процессов.
На сегодня известно большое количество методов консервирования (сохранения) анатомических препаратов. Все они условно могут быть разделены на две группы: физические и химические. Физические методы основаны на использовании физических факторов, в основном это высушивание и замораживание. Химические методы - это использование различных химических веществ, предотвращающих разложение, - так называемых консервантов. Более того, по способу хранения методы могут быть разделены на фиксацию и бальзамирование. Сохранение биологических объектов путем погружения и последующее содержание их в специальных фиксирующих (консервирующих) составах называется фиксацией. Этим способом пользуются для консервации как микро-, так и макропрепаратов. Под бальзамированием в основном понимают однократное или многократное воздействие на целые трупы людей и животных или их отдельные части специальными физическими и/или химическими факторами, предотвращающими посмертное разложение с последующим сохранением биологических объектов вне действия этих факторов, т.е. в контакте с окружающей средой. Как правило, речь идет о сохранении трупов или макропрепаратов [3, 4].
Химические составы (консервирующие средства), используемые в настоящее время для сохранения биологических объектов, могут быть разделены на две группы (по механизму действия). Во-первых, вещества, основным механизмом воздействия которых на биологические ткани является денатурация белков биологического объекта и микроорганизмов, вызывающих разложение. Эту группу веществ составляют: хромовая кислота, фенол, тимол, соли ртути, бихромат калия мышьяковистая кислота, уксусная кислота, этанол, метанол, формальдегид (формалин), лизол и др. Во-вторых, это вещества, которые формируют внутри будущего анатомического препарата связ-нодисперсную среду. Вторую группу веществ составляют: каучук, силикон, эпоксидные смолы и др. Имеются вещества, которые по механизму воздействия сочетают в себе возможности веществ первой и второй групп, т.е. обладают денатурирующими и пластинирующими свойствами. Однако в связи с дороговизной и недавним сроком открытия метода пластинации чаще используют соединения первой группы. Кроме того, «пластинаты» (анатомические препараты, полученные путем пластинации) как учебные пособия не дают возможности студентам приобрести навыки препарирования, что существенно снижает их ценность для практического изучения анатомии в сравнении с полученными традиционными способами [5, 6].
Сегодня чаще всего в качестве консерванта анатомических препаратов используют формалинсодержащие растворы. Трудно представить себе кафедру анатомии большинства медицинских вузов без характерного запаха
формалина. И у многих создается ложное представление, что это является неизбежным злом современного медицинского образования. Однако данный консервант имеет множество недостатков. Во-первых, формалин изменяет естественную консистенцию и размеры препарата. Это связано с тем, что денатурация белка приводит к уплотнению и сжатию биологических тканей. Они теряют эластичность, быстро дегитратируются и мумифицируются. Во-вторых, под воздействием формалина происходит потеря естественной окраски тканей биологических объектов. Они приобретают буровато-серый оттенок, что происходит в результате превращения гемоглобина в метгемо-глобин за счет окисления. Еще одним существенным недостатком данного консерванта является то, что формалин плохо подавляет жизнедеятельность плесневых грибов, и анатомические препараты покрываются заметным налетом. Это приводит к сокращению сроков эксплуатации препаратов. Кроме того, растворы формалина оказываются нестойкими при хранении. Их концентрация постоянно снижается из-за его летучести и выпадения белого осадка -параформальдегида, что в свою очередь ведет к помутнению раствора, в котором хранится препарат. Для борьбы с этими негативными последствиями использования формалина приходится усложнять состав за счет дополнительных составляющих, что в свою очередь усложняет технологию и приводит к неоправданным финансовым затратам.
Применение формалинсодержащих консервирующих растворов приводит к необходимости частой реставрации анатомических препаратов в дальнейшем. Более того, в этом случае неизбежен контакт с формалином при изготовлении, последующем использовании и восстановлении анатомического препарата. Между тем, как известно, формальдегид является токсичным веществом. Он обладает канцерогенными, тератогенными и мутагенными свойствами. Особенно отрицательно формалин влияет на роговицу глаза и верхние дыхательные пути, обладая местно-раздражающим и цитотоксическим действием.
Описываемый в данной работе новый способ направлен на улучшение качества анатомических препаратов за счет частичного восстановления их естественной окраски, размеров и консистенции и, как следствие, повышение информативности и эстетичности реставрированных объектов, увеличение срока службы и устранение факторов профессиональной вредности для персонала анатомических и патологоанатомических лабораторий, связанных с применением формалина. Это достигается применением в качестве консерванта и восстановителя водного раствора бензоата натрия.
Процесс реставрации анатомического препарата (фиксированного или бальзамированного), традиционно применяющийся в настоящее время, состоит из следующих этапов:
- извлечение препарата из фиксирующего раствора («фиксат») или холодного хранилища («бальзамат»);
- промывка его в проточной воде, а в случае наличия осадка или плесени - механическое удаление этих отложений;
- экспозиция восстанавливаемого препарата в формалинсодержащих растворах, этот этап может кратно повторяться с изменением длительности экспозиции;
- помещение восстановленного препарата в новый консервирующий раствор («фиксат») или холодное хранилище («бальзамат»).
Описываемый новый способ реставрации включает в себя ряд этапов. Во-первых, анатомические препараты, нуждающиеся в реставрации, извлекают из фиксирующего раствора или достают из холодного хранилища, если препарат подвергся нежелательному мумифицированию. Далее помещают в насыщенный водный раствор хлорида натрия, объем которого в 3-10 раз превышает объем реставрируемого препарата и выдерживают в этом растворе в течение 3-7 сут. Такую манипуляцию проводят от 3 до 5 раз. Объем раствора хлорида натрия, длительность содержания препарата в растворе и количество повторений зависят от степени предшествующих нежелательных изменений реставрируемого объекта. Затем препарат тщательно промывают струей водопроводной воды комнатной температуры. После этого помещают для фиксации (на определенное время) в 1-10 % водный раствор бензоата натрия. При этом объем фиксирующего раствора должен в 8-10 раз превосходить объем фиксируемого биологического объекта. Время нахождения анатомического препарата в растворе должно быть достаточным для достижения концентрации консерванта в его тканях не менее 1 %. Если препараты имеют относительно большие размеры, консервацию осуществляют путем инъекции раствора в кровеносное русло с последующим погружением его в раствор аналогичного состава. 1-10 % концентрация водного раствора бензоата натрия является оптимальной. Во-первых, такой раствор обладает достаточной фиксирующей способностью; во-вторых, является безопасным для персонала. Если использовать водный раствор с концентрацией бензоата натрия ниже 1 %, то нельзя достичь достаточной фиксации и возможно возобновление процессов бактериального разложения биологических тканей. Если использовать растворы большей концентрации, возрастет стоимость конечного продукта и может появиться местно-раздражающее действие на слизистые оболочки и кожные покровы работающего с консервантом персонала.
Бензоат натрия - белый порошок без вкуса (иногда, в зависимости от индивидуальных особенностей, может иметь сладковатый, кислый или горький вкус) натриевой соли бензойной кислоты [5, 6]. Он трудно растворим в спирте и легко - в воде. Молярная масса 144,11 г/моль; температура плавления 410 °С. За счет того что бензоант натрия обладает выраженной фунги-цидной и противомикробной активностью, его широко применяют в качестве консерванта (Е211) в пищевой промышленности и отхаркивающего средства в медицине. Он малотоксичен: ЛД50 при пероральном введении для мышей -1600 мг/кг, для крыс - 4980 г/кг. Его применение не вызывает грубой денатурации белков и тем самым не приводит к изменению естественной консистенции и размеров препарата. Растворы бензоата натрия не образуют паров, достаточно химически стойки, не вызывают токсического и раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки. В странах Европы и СНГ Е211 (бен-зоат натрия) разрешен к применению в качестве пищевой добавки, широко используется при производстве безалкогольных напитков и рыбных пресервов или консервов, как консервант для увеличения сроков годности сыров, кондитерских изделий, фруктовых и овощных продуктов, соусов, колбасной продукции, а также для обработки упаковочных материалов.
Для экспериментальной оценки способности водного раствора бензоата натрия восстанавливать цвет, консистенцию и объем ранее фиксированных
формалином анатомических препаратов производилась повторная фиксация предлагаемым раствором формалинизированных препаратов (сердце и почка человека). С этой целью производилось отмывание препаратов от формалина в насыщенном растворе хлорида натрия с последующим помещением их в 1 % водный раствор бензоата натрия. Отмечено частичное восстановление цвета, объема и массы. Известно, что препараты, фиксированные формалином, теряют естественную окраску, причем со временем изменения нарастают, достигая обесцвечивания органа к концу годичного срока хранения. При реставрации препаратов заявленным способом восстановление естественной окраски не наблюдается, однако прекращается прогрессирующее обесцвечивание, характерное для фиксации формалином. Для оценки изменения консистенции и размеров анатомических препаратов были измерены объем и масса анатомических препаратов сразу после извлечения из формалинсодержащего консервирующего раствора и после восстановления заявленным способом. Анализ полученных данных показал, что при консервации препаратов в водном растворе бензоата натрия в течение 10-15 дней происходит достоверное увеличение значений исходных показателей - их объема и массы. Пальпатор-но ткань препаратов становится более упругой и эластичной, что в большей степени соответствует естественной консистенции органа. Следовательно, заявленный консервант частично восстанавливает консистенцию и размеры анатомических препаратов. Полученные результаты показывают перспективность использования предлагаемого консерванта для реставрации анатомических препаратов.
При изучении сохранности препаратов, реставрированных в соответствии с традиционным и заявленным способом, установлено, что в первом случае препараты подвергаются разложению вследствие развития грибковой флоры, начальные признаки которого появляются уже через 5-6 месяцев. В то же время препараты, восстановленные с использованием заявленного консерванта, не обнаруживают признаков развития сапрофитной микрофлоры в течение 2-3 лет.
Таким образом, анатомические препараты, реставрированные с использованием описанного способа, сохраняют более близкую к естественной окраску, восстанавливают естественный объем и консистенцию (упругость и эластичность) и могут длительно храниться в водном растворе бензоата натрия. Важным аргументов в пользу замены формалинсодержащих растворов на водный раствор бензоата натрия является также то, что он позволяет работающему персоналу избежать негативного воздействия продуктов формалина на их здоровье. Так как длительный контакт с парами формалина приводит к снижению мукоцилиарного клиренса за счет гибели клеток реснитчатого эпителия дыхательных путей и снижения выработки сурфактанта, что способствует развитию и хронизации инфекционной патологии верхних дыхательных путей. Более того, длительное хранение формалина ведет к образованию метилового спирта и муравьиной кислоты, которые, по отрицательному воздействию на организм человека, значительно превосходят исходное вещество. Водные растворы бензоата натрия лишены всех этих недостатков. Они малотоксичные, поэтому даже длительный контакт с раствором не сопровождается нежелательными последствиями для здоровья человека.
Библиографический список
1. Пат. 2479998 Российская Федерация, МПК A01N1/00. Способ бальзамирования трупов для отработки у врачей навыков забора донорских органов для трансплантации / Гайворонский И. В., Гайворонский А. И., Резник О. Н., Багненко С. Ф., Макеев Б. Л. ; заявл. 12.01.2011 ; опубл. 27.04.2013, Бюл. № 12.
2. Пат. 2467698 Российская Федерация, МПК A61B16/00; A01N1/00. Способ восстановления и сохранения естественной окраски кожных покровов и мягких тканей макропрепаратов / Мнихович М. В., Павлов А. В. ; 25.12.2009 ; опубл. 27.11.2012, Бюл. № 33.
3. Руководство по пластинации или новая технология изготовления анатомических препаратов: руководство / под ред. А. К. Усовича. - Витебск : ВГМУ, 2009. - 154 с.
4. Техника изготовления анатомических препаратов : руководство / под ред. А. К. Усовича, Э. И. Борзяка. - Витебск : ВГМУ, 2010. - 317 с.
5. Пат. 2591982 Российская Федерация, МПК A01N1/00. Консервант для анатомических препаратов / Зенин О. К., Калмин О. В., Бросалов В. М. ; заявл. 13.04.2015 ; опубл. 20.07.2016, Бюл. № 20.
6. Пат. 2606749 Российская Федерация, МПК А0Ш1/00. Способ реставрации анатомических препаратов / Зенин О. К., Калмин О. В., Бросалов В. М. ; заявл. 03.11.2015 ; опубл. 10.01.2017. Бюл. № 1.
References
1. Pat. 2479998 Russian Federation, MPK A01N1/00. Sposob bal'zamirovaniya trupov dlya otrabotki u vrachey navykov zabora donorskikh organov dlya transplantatsii [A method of embalming of dead bodies for training doctor's skills in excising donor organs for translantation]. Gayvoronskiy I. V., Gayvoronskiy A. I., Reznik O. N., Bagnenko S. F., Makeev B. L. Appl. 12.01.2011; publ. 27.04.2013, bull. no. 12.
2. Pat. 2467698 Russian Federation, MPK A61B16/00; A01N1/00. Sposob vossta-novleniya i sokhraneniya estestvennoy okraski kozhnykh pokrovov i myagkikh tkaney makropreparatov [A method of restoration and preservation of natural coloring of cutaneous covering and soft tissues of macropreparations]. Mnikhovich M. V., Pavlov A. V.; 25.12.2009; publ. 27.11.2012, bull. no. 33.
3. Rukovodstvo po plastinatsii ili novaya tekhnologiya izgotovleniya anatomicheskikh preparatov: rukovodstvo [Plastination guidelines or a new technology of creating anatomic preparations: guide] Ed.by A. K. Usovich. Vitebsk: VGMU, 2009, 154 p.
4. Tekhnika izgotovleniya anatomicheskikh preparatov: rukovodstvo [A technology of creating anatomic preparations: guide]. Ed. by A. K. Usovich, E. I. Borzyak. Vitebsk: VGMU, 2010, 317 p.
5. Pat. 2591982 Russian Federation, MPK A01N1/00. Konservant dlya anatomicheskikh preparatov [A preservative for anatomic preparations]. Zenin O. K., Kalmin O. V., Brosalov V. M. Appl. 13.04.2015; publ. 20.07.2016, bull. no. 20.
6. Pat. 2606749 Russian Federation, MPK A01N1/00. Sposob restavratsii anatomich-eskikh preparatov [A method of restoration of anatomic preparations]. Zenin O. K., Kalmin O. V., Brosalov V. M. Appl. 03.11.2015; publ. 10.01.2017, bull. no. 1.
Зенин Олег Константинович
доктор медицинских наук, профессор, кафедра анатомии человека, Медицинский институт, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: zen.olegz@gmail.com
Zenin Oleg Konstantinovich Doctor of medical sciences, professor, sub-department of human anatomy, Medical Institute, Penza State University (40 Krasnaya street, Penza, Russia)
Калмин Олег Витальевич доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой анатомии человека, Медицинский институт, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: ovkalmin@gmail.com
УДК 611.08 Зенин, О. К.
Способ реставрации анатомических препаратов / О. К. Зенин, О. В. Калмин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2017. - № 2 (42). - С. 16-22. Б01 10.21685/2072-30322017-2-2
Kalmin Oleg Vital'evich Doctor of medical sciences, professor, head of sub-department of human anatomy, Medical Institute, Penza State University (40 Krasnaya street, Penza, Russia)
