Anatomik ve cerrahi kadavra kemik modellerinin hazırlanması için vakumla kapatılmış sıcak su banyosuna daldırma
Summary
Mevcut protokol, kadavra kemiğinin maserasyonunu ve temizlenmesini vakumla kapatılmış, sıcak su banyosuna daldırma tekniği ile tanımlamaktadır. Bu, üç boyutlu (3D) baskılı modellere alternatif olarak cerrahi planlama ve tıp eğitimi için anatomik örnekler üretmek için düşük maliyetli, güvenli ve etkili bir yöntemdir.
Abstract
Kemik modelleri, anatomik anlayışı geliştirmek, ameliyat öncesi cerrahi planlama ve intraoperatif referanslama dahil olmak üzere birçok amaca hizmet eder. Yumuşak dokuların maserasyonu için, özellikle adli analiz için çeşitli teknikler tanımlanmıştır. Klinik araştırma ve tıbbi kullanım için, bu yöntemlerin yerini, önemli ekipman ve uzmanlık gerektiren ve maliyetli olan üç boyutlu (3D) baskılı modeller almıştır. Burada, kadavra koyun omur kemiği, numunenin ticari bulaşık deterjanı ile vakumla kapatılması, sıcak su banyosuna daldırılması ve daha sonra yumuşak dokunun manuel olarak çıkarılmasıyla temizlendi. Bu, kötü kokuların varlığı, tehlikeli kimyasalların kullanımı, önemli ekipman ve yüksek maliyetler gibi daha önce var olan maserasyon yöntemlerinin dezavantajlarını ortadan kaldırdı. Tarif edilen teknik, preoperatif planlama ve intraoperatif referanslama için yararlı olabilecek kemikli yapıları doğru bir şekilde modellemek için anatomik detayları ve yapıyı korurken temiz, kuru örnekler üretti. Yöntem basit, düşük maliyetli ve veteriner ve insan tıbbında eğitim ve cerrahi planlama için kemik modeli hazırlama için etkilidir.
Introduction
Yumuşak dokunun çıkarılması ve kemiklerin temizlenmesi adli tıp, tıbbi ve biyolojik araştırmalar, veterinerlik ve tıp eğitimi için gereklidir. Çoğu teknik, mümkün olduğunca fazla ayrıntıyı korumak için kemiğe verilen hasarı en aza indirgeyen adli amaçlar için geliştirilmiştir. Bu, preoperatif cerrahi planlama için doğru, somut bir kemik modeli ve komplikasyonları en aza indirmeye yardımcı olmak için intraoperatif karar verme 1,2,3 sağlayabilir. Bu, 2D görüntülerle planlamaya kıyasla ameliyat sürelerini ve kan kaybını azaltarak ve cerrahlar arasındaki iletişimi geliştirerek cerrahide faydalıdır4. Bu modellerin kullanımı, personelin radyasyona maruz kalmasını azaltabilecek floroskopi gibi intraoperatif görüntülemeye olan bağımlılığı da azaltabilir.
Kadavralardan iskelet kemiği tarihsel olarak bu modeller için kullanılmıştır; Bununla birlikte, teknolojik gelişmeler üretilen modellerin ve daha yakın zamanda üç boyutlu (3D) baskılı modellerin kullanımına doğru ilerlemiştir. Kemik modelleri, kadavra numunelerinin mevcudiyetine ve bu numunelerin kullanılabilir modellere işlenmesinin verimliliğine dayanır. 3D baskı, özellikle anatomik anormallikler veya neoplazmlar mevcut olduğunda veya donanımın hastaya uyacak şekilde üretilmesi veya arttırılması gerektiğinde anatomik ve hastaya özgü modellere izin veren yaratıcı özgürlük avantajına sahiptir1. Bu numuneler ayrıca bir prosedür sırasında cerrahlar tarafından sterilize edilebilir ve manipüle edilebilir. Bununla birlikte, bu özgürlüğün bir maliyeti vardır, çünkü bilgisayarlı tomografi (BT) taramaları gerektirir, gerekli malzeme ve ekipman pahalı olabilir ve gerekli yazılımdaki modelleri oluşturmak için uzmanlık şarttır 1,4. Ek olarak, bu faktörler modelin hassasiyetini ve kalitesini ve dolayısıyla cerrahi planlama ve başarıyı sınırlayabilir1. 3D baskılı modeller, hastaya özgü anatomiye ihtiyaç duyulmadığı ve model için acil bir gereksinimin olduğu durumlar için en iyi seçim olmayabilir.
Yumuşak dokunun kadavra kemiğinden çıkarılması için yaygın olarak uygulanan yöntemler arasında manuel temizleme, bakteriyel maserasyon, kimyasal maserasyon, pişirme ve böcek maserasyonu 5,6 sayılabilir. Bu yöntemlerin başarısı genellikle nihai ürünün maliyetine, zamanına, işçiliğine, ekipmanına, güvenliğine ve kalitesine bağlıdır 5,7. Manuel temizlik en fazla işçilik ve önemli miktarda zaman gerektirir, ancak minimum ekipmangerektirir 5. Bakteriyel maserasyon, numuneyi soğuk veya ılık su banyosunda uzun süreler, genellikle 3 haftaya kadar bırakmaktan oluşur ve bakterilerin dokuyu parçalamasına izin verir6. Bu, hoş olmayan kokular yaratır, bakterileri tedavi etmek için ek ekipman gerektirir ve kullanıcı için biyogüvenlik tehlikesi yaratır 5,6. Dermestid böceklerinin kullanımı minimum emekle çok etkilidir, ancak bir koloninin edinilmesini ve hayvanların yetiştirilmesini gerektirir ve nadiren kullanıldığında ekonomik bir yatırım olarak kabul edilmez 6,7. Kimyasal maserasyon genellikle tripsin, pepsin ve papain gibi enzimlerin veya yüzey aktif maddeler ve enzimler gibi maddeler içeren ticari deterjanların kullanımını içerir 5,8. Bu yöntem daha hızlı sonuç vermesine rağmen, sodyum hidroksit, amonyak, ağartıcı ve benzin gibi kullanılan kimyasallar sağlık ve güvenlik riski oluşturabilir ve kişisel koruyucu ekipman (KKD) ve duman başlığıgerektiren zararlı kokular üretebilir 5,7,8,9. Son olarak, genişletilmiş ısıtma başka bir minimal yoğun yöntem sağlar, ancak havalandırma gerektiren kokular üretebilir10.
Anatomik kemik modellerinin hazırlanması için basit, güvenli ve düşük maliyetli bir yöntem, cerrahlar, öğrenciler, eğitimciler ve araştırmacılar için yararlı bir araç sağlayacaktır. Bu makalede, hoş olmayan kokulardan ve zararlı kimyasallardan kaçınan iskelet kemiği modellerinin hazırlanması için yeni bir yöntem anlatılmakta ve minimum ekipman ve işçilikle ayrıntılı bir cerrahi model üretilmektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu teknik not, veterinerlik ve tıp eğitimi yararına ve anatomik eğitim ve cerrahi planlamada kullanılmak üzere anatomik bir kemik modeli üretmek için basit, güvenli ve düşük maliyetli bir yöntemi tanımlamayı amaçlamaktadır.
Pilot testler, 70 ° C’lik bir banyo sıcaklığının, numunelere zarar vermeden en hızlı işlem süresini sağladığını buldu. Daha yüksek sıcaklıklar, kemik içinde geniş bir kollajen parçalanmasına neden oldu ve bu da tebeşirimsi bir dokuya…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Hiç kimse.
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 |
References
- 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).
