해부학적 및 외과적 사체 뼈 모델의 준비를 위한 진공 밀봉 온수 수조 침지
Summary
현재 프로토콜은 진공 밀봉된 온수 수조 침지 기술을 사용하여 사체 뼈의 침용 및 세척을 설명합니다. 이것은 3차원(3D) 프린팅 모델의 대안으로 수술 계획 및 의학 교육을 위한 해부학적 표본을 생산하는 저렴하고 안전하며 효과적인 방법입니다.
Abstract
뼈 모델은 해부학적 이해 향상, 수술 전 수술 계획 및 수술 중 참조를 포함하여 다양한 용도로 사용됩니다. 주로 법의학 분석을 위해 연조직의 침용에 대한 몇 가지 기술이 설명되었습니다. 임상 연구 및 의료 용도의 경우 이러한 방법은 상당한 장비와 전문 지식이 필요하고 비용이 많이 드는 3차원(3D) 프린팅 모델로 대체되었습니다. 여기서, 사체 양 척추뼈는 시편을 시판되는 식기 세척 세제로 진공 밀봉하고, 온수 수조에 담근 후, 연조직을 수동으로 제거하여 세척하였다. 이것은 악취의 존재, 유해 화학 물질의 사용, 상당한 장비 및 높은 비용과 같은 기존 침용 방법의 단점을 제거했습니다. 설명된 기술은 수술 전 계획 및 수술 중 참조에 유용할 수 있는 골 구조를 정확하게 모델링하기 위해 해부학적 세부 사항과 구조를 유지하면서 깨끗하고 건조한 샘플을 생성했습니다. 이 방법은 간단하고 비용이 적게 들며 수의학 및 인간 의학의 교육 및 수술 계획을 위한 뼈 모델 준비에 효과적입니다.
Introduction
연조직 제거 및 뼈 청소는 법의학, 의학 및 생물학 연구, 수의학 및 의학 교육에 필요합니다. 대부분의 기술은 법의학 목적으로 개발되어 뼈의 손상을 최소화하여 가능한 한 많은 세부 사항을 보존합니다. 이는 수술 전 수술 계획뿐만 아니라 합병증을 최소화하는 데 도움이 되는 수술 중 의사 결정을 위한 정확하고 가시적인 뼈 모델을 제공할 수 있습니다 1,2,3. 이는 2D 이미지로 계획하는 것에 비해 수술 시간과 출혈을 줄이고 외과 의사 간의 의사 소통을 개선하여 수술에 도움이 됩니다4. 이러한 모델을 사용하면 형광 투시법과 같은 수술 중 영상에 대한 의존도를 줄여 사람에 대한 방사선 노출을 줄일 수 있습니다.
시체의 골격 뼈는 역사적으로 이러한 모델에 사용되었습니다. 그러나 기술 발전으로 인해 제조 된 모델과 최근에는 3 차원 (3D) 인쇄 모델이 사용되었습니다. 뼈 모델은 사체 샘플의 가용성과 이러한 샘플을 사용 가능한 모델로 처리하는 효율성에 의존합니다. 3D 프린팅은 창의적 자유의 장점이 있어 특히 해부학적 이상이나 신생물이 존재하거나 환자에 맞게 하드웨어를 제조 또는 보강해야 하는 경우 해부학적 및 환자별 모델을 사용할 수 있습니다1. 이 샘플은 또한 시술 중에 외과의가 멸균하고 조작할 수 있습니다. 그러나, 이러한 자유는 컴퓨터 단층 촬영(CT) 스캔을 필요로 하고, 필요한 재료와 장비가 비쌀 수 있으며, 필요한 소프트웨어(1,4)에서 모델을 생성하기 위해 전문 지식이 필수적이기 때문에 비용이 든다. 또한 이러한 요인은 모델의 정밀도와 품질을 제한할 수 있으므로 수술 계획 및 성공에 영향을 미칠 수 있습니다1. 3D 프린팅 모델은 환자별 해부학적 구조가 필요하지 않고 모델에 대한 즉각적인 요구 사항이 있는 경우에 가장 적합한 선택이 아닐 수 있습니다.
사체 뼈에서 연조직을 제거하기 위해 일반적으로 적용되는 방법에는 수동 세척, 박테리아 침용, 화학적 침용, 요리 및 곤충 침용이 포함됩니다 5,6. 이러한 방법의 성공 여부는 일반적으로 최종 제품5,7의 비용, 시간, 노동력, 장비, 안전성 및 품질을 기반으로합니다. 수동 청소는 가장 많은 노동력과 상당한 시간이 필요하지만 최소한의 장비로 충분합니다5. 박테리아 침용은 박테리아가 조직을 분해할 수 있도록 장기간(종종 최대 3주) 동안 샘플을 찬물 또는 온수 수조에 방치하는 것으로 구성됩니다6. 이는 불쾌한 냄새를 발생시키고, 박테리아를 처리하기 위한 추가적인 장비를 필요로 하며, 사용자에게 생물학적 보안 위험을 발생시킨다(5,6). dermestid 딱정벌레의 사용은 최소한의 노동으로 매우 효과적이지만 동물의 식민지와 축산을 필요로하며 드물게 사용하면 경제적 투자로 간주되지 않습니다 6,7. 화학적 침용은 일반적으로 트립신, 펩신, 파파인과 같은 효소 또는 계면활성제 및 효소와 같은 물질을 함유한 상업용 세제의 사용을 포함한다 5,8. 이 방법이 더 빠른 결과를 제공하지만 수산화나트륨, 암모니아, 표백제 및 휘발유와 같은 사용되는 화학 물질은 건강 및 안전 위험을 나타낼 수 있으며 개인 보호 장비(PPE)와 흄 후드가 필요한 유해한 냄새를 생성할 수 있습니다 5,7,8,9. 마지막으로, 장시간 가열은 또 다른 최소 집약적 방법을 제공하지만, 환기를 필요로 하는 냄새를 발생시킬 수 있다(10).
해부학적 뼈 모델을 준비하기 위한 간단하고 안전하며 저렴한 방법은 외과의, 학생, 교육자 및 연구원에게 유용한 도구를 제공할 것입니다. 이 기사에서는 불쾌한 냄새와 유해 화학 물질을 피하고 최소한의 장비와 노동력으로 상세한 수술 모델을 생성하는 골격골 모델을 준비하는 새로운 방법을 설명합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 기술 노트는 수의학 및 의학 교육의 이점과 해부학 교육 및 수술 계획에 사용하기 위해 해부학적 뼈 모델을 생성하는 간단하고 안전하며 저렴한 방법을 설명하는 것을 목표로 합니다.
파일럿 테스트 결과 70°C의 수조 온도가 샘플 손상 없이 가장 빠른 처리 시간을 제공하는 것으로 나타났습니다. 더 높은 온도는 뼈 내의 콜라겐을 광범위하게 분해하여 백악질 질감의 부서?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
없음.
Materials
| Dimension Elite 3D printer | Stratasys, Eden Prairie, MN, United States | 3D printer for production of surgical bone models based on reconstructed CT scans | |
| Mimics Innovation Suite | Materialise NV, Leuven, Belgium | Suite 24 | Software to create 3D models from imaging scans |
| Nylon cable ties | 4Cabling, Alexandria, NSW, Australia | 011.060.1042/011.060.1039 | Used to maintain connection between vertebral bodies |
| Orthopaedic wire | B Braun, Bella Vista, NSW, Australia | Used to maintain connection between vertebral bodies | |
| Support Cleaning Apparatus | Phoenix Analysis and Design Technologies, Tempe, AZ, United States | SCA-1200 | Hot water bath for immersion of the sealed sample. |
| Ultra Strength Original Dishwashing Liquid | Colgate-Palmolive, New York, NY, United States | Dishwashing liquid added to sealed bag with sample for cleaning of the bone model. | |
| Vacuum bags | Pacfood PTY LTD | Heat safe, sealable plastic bags | |
| Vacuum Food sealer | Tempoo (Aust) PTY LTD | Vacuum food sealer to seal vacuum bags prior to bath immersion |
Riferimenti
- Leary, O. P., et al. Three-dimensional printed anatomic modeling for surgical planning and real-time operative guidance in complex primary spinal column tumors: single-center experience and case series. World Neurosurgery. 145, 116-126 (2021).
- Tack, P., Victor, J., Gemmel, P., Annemans, L. 3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review. BioMedical Engineering OnLine. 15 (1), 115 (2016).
- Ventola, C. L. Medical applications for 3D printing: current and projected uses. Pharmacy and Therapeutics. 39 (10), 704-711 (2014).
- Wilcox, B., Mobbs, R. J., Wu, A. M., Phan, K. Systematic review of 3D printing in spinal surgery: the current state of play. Journal of Spinal Surgery. 3 (3), 433-443 (2017).
- Mairs, S., Swift, B., Rutty, G. N. Detergent: an alternative approach to traditional bone cleaning methods for forensic practice. The American Journal of Forensic Medicine and Pathology. 25 (4), 276-284 (2004).
- Husch, C., Berner, M., Goldammer, H., Lichtscheidl-Schultz, I. Technical note: A novel method for gentle and non-destructive removal of flesh from bones. Forensic Science International. 323, 110778 (2021).
- Couse, T., Connor, M. A comparison of maceration techniques for use in forensic skeletal preparations. Journal of Forensic Investigation. 3, 1-6 (2015).
- Mahon, T. J., Maboke, N., Myburgh, J. The use of different detergents in skeletal preparations. Forensic Science International. 327, 110967 (2021).
- Hussain, M., Hussain, N., Zainab, H., Qaiser, S. Skeletal preservation techniques to enhance veterinary anatomy teaching. IJAVMS. 1, 21-23 (2007).
- Simonsen, K. P., Rasmussen, A. R., Mathisen, P., Petersen, H., Borup, F. A fast preparation of skeletal materials using enzyme maceration. Journal of Forensic Science. 56 (2), 480-484 (2011).
- Burkhard, M., Furnstahl, P., Farshad, M. Three-dimensionally printed vertebrae with different bone densities for surgical training. European Spine Journal. 28 (4), 798-806 (2019).
- Rose, A. S., et al. Multi-material 3D models for temporal bone surgical simulation. The Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology. 124 (7), 528-536 (2015).
- Werz, S. M., Zeichner, S. J., Berg, B. I., Zeilhofer, H. F., Thieringer, F. 3D printed surgical simulation models as educational tool by maxillofacial surgeons. European Journal of Dental Education. 22 (3), 500-505 (2018).
