Inmersión en baño de agua caliente sellado al vacío para la preparación de modelos anatómicos y quirúrgicos de hueso cadavérico
Summary
El presente protocolo describe la maceración y limpieza del hueso cadavérico con una técnica de inmersión en baño de agua caliente sellada al vacío. Este es un método de bajo costo, seguro y efectivo para producir muestras anatómicas para la planificación quirúrgica y la educación médica como alternativa a los modelos impresos tridimensionales (3D).
Abstract
Los modelos óseos sirven para muchos propósitos, incluida la mejora de la comprensión anatómica, la planificación quirúrgica preoperatoria y la referencia intraoperatoria. Se han descrito varias técnicas para la maceración de tejidos blandos, principalmente para análisis forense. Para la investigación clínica y el uso médico, estos métodos han sido reemplazados por modelos impresos tridimensionales (3D), que requieren un equipo y experiencia sustanciales, y son costosos. Aquí, el hueso vertebral de oveja cadavérica se limpió sellando al vacío la muestra con detergente comercial para lavar platos, sumergiéndola en un baño de agua caliente y, posteriormente, eliminando manualmente el tejido blando. Esto eliminó las desventajas de los métodos de maceración previamente existentes, como la existencia de malos olores, el uso de productos químicos peligrosos, equipos sustanciales y altos costos. La técnica descrita produjo muestras limpias y secas manteniendo los detalles anatómicos y la estructura para modelar con precisión las estructuras óseas que pueden ser útiles para la planificación preoperatoria y la referencia intraoperatoria. El método es simple, de bajo costo y efectivo para la preparación de modelos óseos para la educación y la planificación quirúrgica en medicina veterinaria y humana.
Introduction
La eliminación de tejidos blandos y la limpieza de huesos son necesarios para la investigación forense, médica y biológica, y la educación veterinaria y médica. La mayoría de las técnicas se han desarrollado con fines forenses, minimizando el daño al hueso para preservar la mayor cantidad de detalles posible. Esto puede proporcionar un modelo óseo preciso y tangible para la planificación quirúrgica preoperatoria, así como para la toma de decisiones intraoperatorias para ayudar a minimizar las complicaciones 1,2,3. Esto es beneficioso en la cirugía al reducir los tiempos de operación y la pérdida de sangre y mejorar la comunicación entre los cirujanos, en comparación con la planificación con imágenes 2D4. El uso de estos modelos también puede reducir la dependencia de las imágenes intraoperatorias, como la fluoroscopia, que puede reducir la exposición del personal a la radiación.
El hueso esquelético de cadáveres se ha utilizado históricamente para estos modelos; sin embargo, los avances tecnológicos han empujado hacia el uso de modelos manufacturados y, más recientemente, modelos impresos tridimensionales (3D). Los modelos óseos dependen de la disponibilidad de muestras cadavéricas y la eficiencia del procesamiento de estas muestras en modelos utilizables. La impresión 3D tiene la ventaja de la libertad creativa, permitiendo modelos anatómicos y específicos del paciente, especialmente cuando hay anomalías anatómicas o neoplasias, o si el hardware necesita ser fabricado o aumentado para adaptarse al paciente1. Estas muestras también pueden ser esterilizadas y manipuladas por los cirujanos durante un procedimiento. Sin embargo, esta libertad tiene un costo, ya que requiere tomografías computarizadas (TC), los materiales y equipos requeridos pueden ser costosos, y la experiencia es esencial para crear los modelos en el software requerido 1,4. Además, estos factores pueden limitar la precisión y la calidad del modelo y, por lo tanto, la planificación quirúrgica y el éxito1. Los modelos impresos en 3D pueden no ser la mejor opción para los casos en que no hay necesidad de anatomía específica del paciente y donde existe un requisito inmediato para el modelo.
Los métodos comúnmente aplicados para la eliminación de tejidos blandos del hueso cadavérico incluyen la limpieza manual, la maceración bacteriana, la maceración química, la cocción y la maceración de insectos 5,6. El éxito de estos métodos se basa generalmente en el costo, tiempo, mano de obra, equipo, seguridad y calidad del producto final 5,7. La limpieza manual requiere la mayor cantidad de mano de obra y una cantidad significativa de tiempo, pero implica un equipo mínimo5. La maceración bacteriana consiste en dejar la muestra en un baño de agua fría o tibia durante largos períodos de tiempo, a menudo hasta 3 semanas, permitiendo que las bacterias descompongan el tejido6. Esto crea olores desagradables, requiere equipo adicional para tratar las bacterias y crea un peligro de bioseguridad para el usuario 5,6. El uso de escarabajos dermestidos es muy efectivo con una mano de obra mínima, pero requiere la adquisición de una colonia y la cría de los animales, y no se considera una inversión económica si se usa con poca frecuencia 6,7. La maceración química generalmente implica el uso de enzimas como tripsina, pepsina y papaína, o detergentes comerciales que contienen sustancias como tensioactivos y enzimas 5,8. Aunque este método proporciona resultados más rápidos, los productos químicos utilizados, como el hidróxido de sodio, el amoníaco, la lejía y la gasolina, pueden representar un riesgo para la salud y la seguridad y producir olores nocivos que requieren equipo de protección personal (EPP) y una campana extractora 5,7,8,9. Finalmente, el calentamiento prolongado proporciona otro método mínimamente intensivo, pero puede producir olores que requieren ventilación10.
Un método simple, seguro y de bajo costo para la preparación de modelos anatómicos óseos proporcionaría una herramienta útil para cirujanos, estudiantes, educadores e investigadores. Este artículo describe un método novedoso para preparar modelos de huesos esqueléticos que evita olores desagradables y productos químicos nocivos, y produce un modelo quirúrgico detallado con un equipo y mano de obra mínimos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Esta nota técnica tiene como objetivo describir un método simple, seguro y de bajo costo para producir un modelo óseo anatómico en beneficio de la educación veterinaria y médica y para su uso en la educación anatómica y la planificación quirúrgica.
Las pruebas piloto encontraron que una temperatura de baño de 70 ° C proporcionó el tiempo de procesamiento más rápido sin causar daños a las muestras. Las temperaturas más altas causaron una extensa descomposición del colágeno d…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ninguno.
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 |
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