用于解剖学教学与研究的改良塑化技术

《Heliyon》:Modified plastination technique for teaching and research of anatomy

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月24日 来源:Heliyon 3.6

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  塑化技术是一种用于保存身体组织以进行解剖学教学与研究的现代方法。然而,传统塑化技术成本高昂,且需要特殊工具和化学品,这限制了其应用。在本研究中,研究人员开发了一种使用易于获取的硅酮密封胶(silicone sealant)进行管腔铸型(luminal cast

  
塑化技术是一种用于保存身体组织以进行解剖学教学与研究的现代方法。然而,传统塑化技术成本高昂,且需要特殊工具和化学品,这限制了其应用。在本研究中,研究人员开发了一种使用易于获取的硅酮密封胶(silicone sealant)进行管腔铸型(luminal cast)和切片塑化(sheet plastination)的改良方法。研究人员将改良的管腔铸型技术应用于山羊的支气管树(bronchial tree)、肾动脉(renal arteries, RA)和外耳道(external auditory canal, EAC)等解剖结构。对于脑、脊髓和肾脏,研究人员采用改良的切片塑化方法制备了切片塑化标本(sheet plastinates)。这些标本干燥、柔韧、无味、安全可操作、耐用,并提供了清晰的器官三维视图。研究人员对本科兽医学生进行了问卷调查,以评估他们对塑化标本(plastinates)的看法。大多数学生(91.1%)认为塑化标本比固定保存的标本更安全。大量学生还发现,肺(97.8%)、肾动脉(RA)(88.9%)和外耳道(EAC)(100%)的铸型在展示三维结构方面优于动画或固定保存的标本。所有学生(100%)一致认为塑化标本柔韧、便携、易于操作且适合近距离观察,大多数学生(97.7%)报告称,塑化切片在展示内部结构、颜色和方向方面优于传统固定保存的标本。约一半的学生(51.1%)强烈推荐在解剖学实践课中使用塑化标本,而其余学生(48.9%)建议将塑化标本与新鲜和固定样本一起使用。此外,88.9%的学生认为塑化技术对于学习解剖学至关重要。总之,这种改良的塑化方法为解剖学教育和研究提供了一种实用方法。然而,该方法耗时,需要熟练的专业技能,应被视为传统解剖方法的补充,而非替代。
**论文解读:改良塑化技术在解剖学教学与研究中的应用**

**1. 研究背景与问题**

解剖学是医学与兽医学教育的基础,传统教学依赖新鲜标本、福尔马林固定标本或三维图像/视频。然而,福尔马林固定标本存在健康风险(如哮喘、眼刺激、潜在致癌性),且会导致组织褪色、降解,并散发强烈气味。甘油保存虽能保持柔韧性,但需定期维护且表面油腻。酒精固定会引起组织收缩和脱水,扭曲解剖结构。冷冻保存虽能维持组织形态,但成本高昂且需持续供电,不适合常规教学。1979年,德国解剖学家Gunther von Hagens引入塑化技术,通过用合成聚合物(如聚酯、硅酮、环氧树脂等)替代组织中的水分和脂质,产生无毒、无味、耐久的生物标本。然而,传统塑化技术依赖昂贵的聚合物(如Biodur S1、S2、E1、E2)和专用真空设备,在孟加拉国等资源有限地区难以获取和负担。因此,研究人员旨在开发一种使用当地易得的硅酮密封胶的改良管腔铸型和切片塑化方法,以降低成本和设备依赖,同时保持解剖结构的完整性,为解剖学教育提供经济可行的替代方案。

**2. 研究内容与结论**

研究人员成功制备了30个解剖标本,包括山羊脑、脊髓、肾脏、气管支气管铸型、外耳道(EAC)铸型、肾动脉(RA)铸型,以及狗和猫的气管支气管铸型、牛的肾动脉铸型。样本来自孟加拉国吉大港政府批准的屠宰场(牛、山羊)和吉大港兽医与动物科学大学(狗、猫,经主人同意)。通过问卷调查45名第一年DVM(兽医学博士)学生,评估他们对塑化标本的感知。结论:改良塑化方法产生的标本干燥、柔韧、无味、安全、耐用,能清晰展示三维解剖结构。学生普遍认为塑化标本比固定标本更安全、更易展示三维结构,且推荐用于教学。该方法为资源有限地区的解剖学教育提供了实用补充工具。该论文发表在《Heliyon》期刊。

**3. 关键技术方法**

研究人员采用的主要技术方法包括:(1)改良管腔铸型技术:使用商用硅酮密封胶(Asian Paints Smartcare XtremosealGP All Purpose Acetoxy Cured Silicon Sealant,白色用于铸型,透明色用于切片)通过手动注胶枪注入新鲜标本管腔,室温固化后水煮去除组织,得到铸型。(2)改良切片塑化技术:福尔马林固定后,梯度酒精脱水(70%至100%),手动切片至5-6 mm厚度,将切片夹在透明硅酮密封胶层之间,室温固化4-5天。整个方法在室温常压下进行,无需真空室、冷冻干燥机或专用固化室,依赖当地易得材料。

**4. 研究结果**

**4.1 改良管腔铸型技术(Modified luminal cast plastination)**

通过制备山羊、狗、猫的肺铸型,清晰展示了气管、主支气管、叶支气管、段支气管及肺泡结构,并可区分不同物种特征,如山羊肺右侧存在一个直接从气管发出的气管支气管(apical bronchus)。牛和山羊的肾动脉铸型显示了肾动脉主干及其节段动脉、叶间动脉、弓状动脉和叶间小动脉的清晰分支,未见吻合。山羊外耳道铸型呈现了耳道从外侧耳廓到内侧鼓膜的扭曲三维路径,包括向颅侧、内侧和腹侧的弯曲。

**4.2 改良切片塑化技术(Modified sheet plastination technique)**

制备的脑、脊髓和肾脏切片薄而半透明。脑横切面清晰显示灰质与白质对比,以及侧脑室、透明隔、小脑活树等结构。脊髓切片显示灰质与白质、背正中沟、腹正中裂及背角、侧角、腹角。肾脏切片在背光下清晰区分浅色肾皮质、深色肾髓质和肾盂。切片未出现明显收缩或变形,表面光滑、干燥、无味、柔韧。

**4.3 学生反馈(Student's response)**

45名第一年DVM学生完成问卷调查。100%的学生表示课堂中常用福尔马林固定标本,95.6%的学生在操作这些标本时感到不适。与动画或固定标本相比,97.8%的学生认为气管支气管铸型更有助于解释气管支气管树的三维定向和分段;82.2%认为铸型适用于比较解剖学研究;88.9%完全理解了肾动脉的肾内分段;100%认为外耳道铸型有助于理解其复杂结构。对于切片塑化标本,97.7%的学生认为其比固定标本更好地展示了内部结构、颜色和方向;100%认为切片柔韧、便携且适合近距离观察。91.1%的学生认为无需手套即可安全操作塑化标本;100%认为塑化标本无味且无健康风险。51.1%强烈推荐在解剖学实践课中使用塑化标本;48.9%建议与固定和新鲜标本一起使用;93.3%认为塑化标本具有博物馆展示美感;88.9%认为塑化技术对学习解剖学非常重要。

**5. 讨论与结论**

讨论部分比较了改良塑化技术与传统保存方法(如Elnady技术、甘油保存、酒精固定、冷冻保存、石蜡塑化、Biodur E12切片塑化、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂、果冻蜡技术等)的优缺点。改良方法避免了传统方法的高成本、专用设备需求、组织收缩、变色、脆性等问题,在室温常压下操作,无需真空或冷冻设备,且使用当地易得的硅酮密封胶。然而,该方法耗时,需要熟练技能,且无法完全替代传统解剖。研究局限包括单中心、小样本量,仅基于学生主观感知,未评估客观学习成果。未来需进行多中心、经济评估和客观教育评估。结论部分翻译如下:改良塑化技术产生了耐用的解剖标本和铸型,被本科兽医学生视为解剖学教育的有用教学辅助工具。塑化标本被认为易于操作、适合博物馆展示,并有助于理解复杂的三维解剖结构。基于学生的感知,改良塑化技术可作为传统固定标本的有益补充教学资源。
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