祖文軒,宋元元,李媛媛,王 恒,張雙雙,李財政,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、靜脈混淆。腎的血管結(jié)構(gòu)復(fù)雜,是教學(xué)中的重點及難點。傳統(tǒng)的動脈乳膠灌注法制作出的標本顏色單一,無法直觀全面地展示腎內(nèi)動、靜脈全貌。腎血管水溶劑鑄型標本雖解決了這一問題,但長時間保存,微血管脫色,不利于觀察辨認。本實驗設(shè)計一種紅藍雙色熒光鑄型的方法,動、靜脈同時灌注,聯(lián)合鑄型,將雙腎動、靜脈結(jié)構(gòu)同時呈現(xiàn)并區(qū)分開來,油墨熒光劑可長久保存,在紫外光下,結(jié)構(gòu)清晰,兼具陳列及教學(xué)效果。
1.1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)各1.40 g、環(huán)保型通用清洗劑1.40 mL混合,充分攪拌均勻后,混合配入鄰苯二甲酸二丁酯0.70 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實驗動物 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。實驗用兔由蚌埠醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供,實驗方法遵循赫爾辛基宣言原則。
1.3方法 兩組動物模型均用3 %戊巴比妥20 mL快速靜脈推注藥物處死,取仰臥位,四肢固定于解剖臺上。熒光鑄型模型鑄型方法:打開腹腔,找到并分離出腹主動脈和下腔靜脈。在腎動、靜脈處用動脈夾夾閉腹主動脈的近心端和下腔靜脈遠心端,并留繩備用,于腹主動脈近心端和下腔靜脈遠心端做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、靜脈內(nèi)至阻力感明顯,用動脈夾分別夾閉腹主動脈遠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入腹主動脈,藍色熒光鑄型劑進入下腔靜脈。標本放置1 h待鑄型劑凝固后,切取雙腎及連接段動、靜脈,將鑄型標本放入腐蝕劑中腐蝕,此過程約24 h。打撈沖洗,放置標本盒3個月后,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個月后,置于D65標準光源箱中,觀察記錄。
1.4觀察指標 熒光鑄型標本置于暗箱中,用紫光燈照射陳列。傳統(tǒng)鑄型置于D65標準光源箱內(nèi)陳列。隨機選取20位觀測者,采用視覺模擬評分法(visual analogue scale,VAS)對3種觀測指標(脈管結(jié)構(gòu)清晰度;美觀度;動靜脈結(jié)構(gòu)對比度)評分,按優(yōu)良程度從1~10分評分。每組陳列5個標本,20位觀測者分別對每個標本打分,并記錄分數(shù)。分數(shù)評定標準: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)計兩組中每個等級的數(shù)量,結(jié)果按計數(shù)資料顯示。
1.5統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用GraphPad Prism統(tǒng)計軟件進行分析,得分以等級資料表示,其中一般和較差合計算作最終較差級別,較好和優(yōu)秀的例數(shù)合計為優(yōu)良級別,兩組結(jié)果采用計數(shù)資料行×列表資料卡方檢驗進行統(tǒng)計分析,比較兩組模型的優(yōu)良率。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1脈管結(jié)構(gòu)清晰度結(jié)果 熒光鑄型標本較傳統(tǒng)鑄型標本可更為清楚地顯示出腹主動脈、下腔靜脈,左、右腎動脈及左、右腎靜脈等結(jié)構(gòu),微觀動、靜脈的脈絡(luò)結(jié)構(gòu)相對清晰。此外,在冠狀位的切面觀中,熒光鑄型標本可顯示出腎錐體的大致輪廓(圖1-2)。觀測者對脈管結(jié)構(gòu)清晰度的評分結(jié)果中,熒光鑄型模型較好及以上等級的次數(shù)是81次,而傳統(tǒng)鑄型為66次,熒光鑄型模型評分的優(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、動靜脈型標本背側(cè)面觀
2.2標本陳列美觀度結(jié)果 熒光鑄型標本置于紫外光燈箱內(nèi)陳列,傳統(tǒng)鑄型標本置于D65標準光源箱內(nèi)陳列。熒光鑄型標本在紫外光燈下,背景不顯色,且鑄型劑內(nèi)混入熒光油墨后,顯色均勻,無過度曝光或顯色欠實等情況,兼具藝術(shù)感及美觀度。美觀度評分中,熒光鑄型較好及以上級別的人次為75次,而傳統(tǒng)鑄型僅為38人次,兩組模型評分中優(yōu)良率比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=31.550,P<0.0001),熒光鑄型組標本優(yōu)良率高于傳統(tǒng)鑄型。見表1。
2.3雙腎動靜脈結(jié)構(gòu)對比度結(jié)果 采用的紅色及藍色熒光油墨分別模擬動、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,對比度更為強烈,目標性更強。對比度評分中熒光鑄型較好及以上級別的人次為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、靜脈熒光鑄型標本的脈管結(jié)構(gòu)對比結(jié)果(例)
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,流動性好,適合灌注管道細小、流程較長的管道。自凝牙托材料收縮率小,流動性不佳,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,制作出來的混合填充劑流動性好,產(chǎn)氣發(fā)熱現(xiàn)象消失;鑄出的標本韌性增加,血管飽滿,色澤光潔,疏密有度,解決了以往全身鑄型標本塌陷、外觀不飽滿、形狀失真的弊端。但是對操作者的技術(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 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)用于管道鑄型標本的制作中,可以提高標本的觀賞價值及藝術(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,混入熒光粉后對鑄型劑的流動性影響較大,造成血管分支缺如明顯,不符合預(yù)期標準。常見的環(huán)氧樹脂AB膠混合熒光材料的新型鑄型劑簡化了標本制作工序,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本制作的重要啟發(fā)[4-7]。無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材料中等優(yōu)點;而且性能測試顯示,在紫光燈下,紫外熒光油墨會發(fā)出目的波長范圍內(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,在流動性、細度和黏度的表現(xiàn)上,加入或未加入稀土紫外熒光粉的油墨效果基本無差別,提示紫外熒光油墨對鑄型劑的流動性影響較小[7]。而這些性能對脈管標本顯影十分有利,熒光油墨可以在管道中均勻分布,對血管走形及立體結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)更有優(yōu)勢。
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、靜脈混淆。然而熒光鑄型劑在管道鑄型中的研究報道甚少,目前也尚未見紫外熒光油墨應(yīng)用于鑄型保本制作的報道。腎的血管結(jié)構(gòu)復(fù)雜,是教學(xué)中的重點及難點。本課題選用新西蘭兔雙腎脈管系統(tǒng)作為研究對象,選用紫外熒光油墨同時,升級用紅藍兩種熒光鑄型方法,將紅色熒光油墨注入動脈中,藍色熒光油墨注入靜脈中,采用傳統(tǒng)鑄型劑的雙腎脈管標本作為對照。結(jié)果在紫外燈光的激發(fā)下,熒光鑄型標本的陳列箱無背景光或顏色干擾,動、靜脈系統(tǒng)周圍殘余組織亦不顯色,紅色與藍色熒光顯色均勻;與傳統(tǒng)方法雙腎管道系統(tǒng)陳列標本相比較,其脈管結(jié)構(gòu)清晰度,美觀度,以及動、靜脈結(jié)構(gòu)對比度都更為優(yōu)秀。傳統(tǒng)的腎動脈乳膠灌注法制作出的標本顏色飽和度較低,兩種顏色的對比度不夠強烈。在本實驗中還發(fā)現(xiàn),水溶性顏料長時間保存后微血管會有脫色的現(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久顯色,但應(yīng)用在脈管鑄型標本中,其顯色強度是否可以經(jīng)久不衰,有待于進一步的觀察。
隨著我國醫(yī)療衛(wèi)生的迅速發(fā)展,知識經(jīng)濟的興起,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)合是大勢所趨[8]。此外,清晰的管道鑄型標本,能夠很好地顯示小血管甚至微血管,對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]。