Способ заключения костных препаратов в эпоксидную смолу для сохранения реконструированных костных отломков с целью последующего сканирования на компьютерном томографе Российский патент 2024 года по МПК A01N1/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к морфологии, судебной медицине, патологической анатомии, остеологии, лучевым исследованиям, травматологии, а также музейному делу и антропологии. Может использоваться в качестве наглядного учебного пособия на кафедрах патологической анатомии, хирургии, травматологии, судебной медицины и лучевой диагностики.

Исследование костного и суставного аппаратов человека имеет особое значение для морфологических наук в целом и судебно-медицинской практики в частности. Одной из особенностей такого материала является многокомпонентность его составных частей. При этом, следует отметить, костный и суставной материал, представленный препаратами нормальной анатомии, сильно отличается от патологического материала.

Отмечается высокая частота травматизации в Европейском регионе ВОЗ. В 2015 году непреднамеренные и умышленные травмы были причиной 530 000 смертей. Летальный исход в результате травматического повреждения занимает третье место в структуре общей летальности по данным мировой статистики ВОЗ. Также значимо, что относительно высокий удельный вес в структуре всех травм занимают оскольчатые и многооскольчатые переломы, что особенно осложняет задачу при работе с костным материалом. Ввиду большого числа фрагментов, выявленных при оценке многооскольчатого перелома, высок риск утраты части костных отломков, что может осложнить реконструкцию кости для оценки характера повреждения при пересмотре обстоятельств случая.

Вопрос сохранения костных фрагментов становится особенно актуальным в случае эксгумации останков. Во многих случаях требуется предельно точное сохранение эксгумационного материала, так как зачастую эксгумация проводится в рамках резонансных или исторически значимых процессов.

Отдельно стоит отметить важность сохранения костного материала в целости для нужд антропологических исследования, в рамках которых оценка видовой принадлежности, возраста, пола, некоторых особенностей жизнедеятельности индивидуума требует наличия визуально целого или с предельной точностью реконструированного объекта.

Высокой значимостью для истории обладают фрагменты твердых останков (кости) знаменитых исторических личностей, бережное и максимально наглядное сохранение которых имеет определенное культурное значение для посетителей тематических музеев, выставок, а также для историков.

Во многом проблема сопоставления и длительного сохранения костных отломков в реконструированном виде при условии сохранения их внешних качеств и возможности визуальной оценки количества отломков и характера перелома как невооруженным глазом, так и при помощи мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ), решается благодаря применению метода предварительной реконструкции в сочетании с фиксацией отломков клеевым составом и финальным заключением полученного препарата в специальную эпоксидную смолу для толстослойной заливки.

Известен ряд способов реконструирования костных отломков для дальнейшего изучения травматических повреждений и демонстрации травм на кафедрах травматологии, хирургии и судебной медицины.

Например, в рамках современной судебно-медицинской экспертизы применяется рутинный метод временной фиксации костных отломков посредством пластичного материала с адгезивными свойствами (пластилина).

Недостатками данного метода являются неустойчивость фиксированных костных отломков, недолговечность реконструкции и сложности с транспортировкой изучаемого костного материала в целостном виде.

Известен метод скрепления костей для дальнейшего изучения посредством мягкой проволоки. После механической и термической очистки костных фрагментов производят сопоставления конгруэнтных друг другу поврежденных частей кости. Скрепление костей производят мягкой тонкой проволокой или тонким проводом через просверленные в краях отверстия, диаметр которых не должен намного превышать толщину проволоки, а сами отверстия не должны быть расположены слишком близко или далеко от краев перелома. Подвижность отломков необходимо исключить путем стягивания и скручивания проволоки.

Недостатками данного метода является необходимость дополнительного повреждения кости в результате просверливания отверстий в краях отломков, что может со временем приводить к крошению или разрушению краев сопоставляемых поверхностей. Также стоит отметить, что использование металлической проволоки создает артефакты при КТ-исследовании.

Известен метод, описанный G. von Hagens, который принимается нами за прототип (von Hagens G, Tiedemann K, Kriz W. The current potential of plastination. Anat Embryol (Berl). 1987;175(4):411-21. doi: 10.1007/BF00309677. PMID: 3555158). Он заключается в пропитывании в вакууме биологических образцов реактивными полимерами. Основные этапы этого способа это: приготовление тонких срезов желаемого образца, холодная дегидратация в техническом ацетоне методом замораживания, обезжиривание, принудительная пропитка эпоксидной смолы под вакуумом и окончательное отверждение препарата в печи.

Недостатками данного метода является пропитывание всех структур и тканей препарата эпоксидной смолой, что приводит к замещению содержимого клеток и тканей и нарушению их структур, такое пропитывание полностью нарушает дифференцировку тканей при исследовании на компьютерном томографе.

Технический результат заключается в разработке способа реконструкции, фиксации и сохранения костного материала с травматическими повреждениями, путем сопоставления конгруэнтных костных отломков с последующим заключением в специальную эпоксидную смолу для дальнейшего проведения сканирования при помощи компьютерного томографа.

Технический результат достигается тем, что костные отломки замачивают в растворе технического ацетона в течение 3 суток с последующей просушкой при комнатной температуре в течение 50 минут, после чего производится замачивание в абсолютированном изопропаноле в течение 6 часов с последующей просушкой при комнатной температуре в течение 30 минут, затем сопоставляемые костные отломки склеивают посредством клеевого состава на основе цианакрилата. Далее после отверждения клеевого состава препарат помещают в силиконовую форму и заключают в специальную эпоксидную смолу для толстослойной заливки. После отверждения массы эпоксидной смолы приготовленный костный препарат извлекают из формы, после чего препарат готов к экспонированию.

ИЗОБРЕТЕНИЕ ПОЯСНЯЕТСЯ ФИГУРАМИ (Фиг. 1-5)

На фиг. 1 – Образец костного материала, рутинно реконструированного посредством материала с адгезивными свойствами (пластилина);

На фиг. 2 – Костные отломки длинной трубчатой кости до их фиксации при помощи клеевого состава;

На фиг.3 – Реконструированная длинная трубчатая кость. Визуально определяются линии перелома;

На фиг.4 – Реконструированная длинная трубчатая кость, заключенная в эпоксидную смолу;

На фиг. 5 – Компьютерная томограмма с 3D-реконструкцией длинной трубчатой кости, механически реконструированной и заключенной в эпоксидную смолу.

Способ осуществляется следующим образом, костные отломки, полученные в результате эксгумации останков тела, сопоставляют согласно их топографическим характеристикам и конгруэнтности сопоставляемых поверхностей, что позволяет оценить полноту комплектности отломков конкретной кости. Если отломки уже подвергались оценке ранее и были предварительно фиксированы пластилином, производится механическая очистка кости от пластилина с помощью медицинских инструментов. Затем костные отломки выдерживают в растворе технического ацетона в течение 3 суток с последующей просушкой при комнатной температуре в течение 50 минут, после чего производится их замачивание в абсолютированном изопропаноле в течение 6 часов с последующей просушкой при комнатной температуре в течение 30 минут, затем костные отломки склеивают посредством клеевого состава на основе цианакрилата вручную, согласно их топографическим характеристикам и конгруэнтности сопоставляемых поверхностей. Далее после отверждения клеевого состава препарат помещают в силиконовую форму и заключают в специальную эпоксидную смолу для толстослойной заливки. После отверждения массы эпоксидной смолы приготовленный костный препарат извлекают из формы, после чего препарат готов к экспонированию.

Далее препарат может быть просканирован при помощи мультиспирального компьютерного томографа (МСКТ). Сканирование проводят в классическом режиме, аналогичном сбору данных в конвенциональном компьютерном томографе в спиральном режиме: напряжение на трубке 120 кВ, экспозиция рентгеновского излучения – 200 мА·с, питч – 0,5, используется большой фокус рентгеновской трубки, движущейся со скоростью 1 оборот в 0,5 с.

ПРИМЕР ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПОСОБА

Исследование проводилось на базе Института Морфологии Человека им. А.П. Авцына.

Был отобран костный травматологический материал в количестве 11 трубчатых, 5 плоских, 4 губчатых костей. Отломки длинных трубчатых костей верхней и нижней конечностей; плоские кости были представлены 2 ребрами (V и VI), 3 фрагментами костей свода черепа; губчатые кости были представлены 3 пяточными костями и фрагментом мыщелка большеберцовой кости. Материал подвергался ревизии костных отломков, оценивалась комплектация образцов и возможность их сопоставления. Далее костный материал подвергался механической очистке при помощи хирургического скальпеля, ложки Фолькмана, зонда хирургического, зонда стоматологического. После чего отломки, с соблюдением комплектности каждого отдельно взятого образца костного материала, замачивали в техническом ацетоне в течение 3 суток. По истечении времени производилось просушивание при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении в течение 50 минут. Далее, также с соблюдением комплектности образцов, производилось замачивание в абсолютированном изопропаноле в течение 6 часов. По истечении времени производилось просушивание при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении в течение 30 минут. Следующим этапом было повторное сопоставление конгруэнтных костных отломков в рамках учета комплектности образца с их одномоментной фиксацией с помощью клеевого состава на основе цианакрилатов. Далее, по отверждении клеевого состава, реконструированный костный препарат помещался в силиконовую форму соответствующего размера, после чего в нее заливалась масса предварительно приготовленной специальной эпоксидной смолы для толстослойной заливки согласно инструкции производителя.

По отверждении эпоксидной смолы, костный препарат реконструированной кости, заключенный в эпоксидную смолу, был готов к проведению КТ-исследования. Препарат помещался на стол томографа, сканирование проводилось в классическом режиме, аналогичном сбору данных в конвенциональном компьютерном томографе в спиральном режиме.

В качестве результата применения метода были получены 20 костных препаратов реконструированных костей (11 длинных трубчатых, 5 плоских, 4 губчатых) предварительно одномоментно сопоставленных и фиксированных при помощи клеевого состава на основе цианакрилата с последующим заключением в специальную эпоксидную смолу для толстослойной заливки. Таким образом, на материале костных препаратов была достигнута визуализация линий перелома на фоне искусственно восстановленной первоначальной структуры кости. Практически полная прозрачность эпоксидной смолы позволяет проводить непосредственную визуальную оценку характера и особенностей травмы. Сочетание внешней наглядности с последующим применением КТ-исследования открывает возможности для высочайшей точности визуализации линий и характера перелома, количества отломков и особенностей общего состояния костной ткани. Полученные цифровые изображения удобны для хранения и переноса на другие носители и обмена информацией между специалистами.

Применение совокупности методов открывает новые возможности для областей деятельности в антропологии, музейном деле, патологической анатомии и судебной медицине. Используемый метод обладает такими преимуществами, как безопасность использования костного препарата, долговечность использования, отсутствие токсичности и снижение стоимости содержания препарата ввиду отсутствия необходимости замены компонентов консервирующей среды. Применение компьютерного томографа позволяет исследовать особенности травматологических характеристик того или иного реконструированного образца костной ткани. Сохранение цифровых изображений, полученных посредством КТ, позволяет хранить ценную в практическом и научном отношении информацию и обмениваться ею с коллегами.

Готовый препарат может как экспонироваться в тематических музеях или на кафедрах морфологического и судебно-медицинского профилей в качестве наглядных учебных пособий, так и предоставляться для дальнейшей оценки судмедэкспертом, в том числе с применением МСКТ.

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу заключения костного препарата в эпоксидную смолу для сохранения реконструированных костных отломков с целью последующего сканирования на компьютерном томографе. В соответствии с предложенным способом костные отломки замачивают в техническом ацетоне в течение 3 суток с последующей просушкой при комнатной температуре в течение 50 мин, после чего осуществляют замачивание в абсолютированном изопропаноле в течение 6 ч с последующей просушкой при комнатной температуре в течение 30 мин, затем склеивают сопоставляемые костные отломки посредством клеевого состава на основе цианакрилата, далее после отверждения клеевого состава костный препарат помещают в силиконовую форму и заключают в эпоксидную смолу для толстослойной заливки. Изобретение обеспечивает реконструкцию, фиксацию и сохранение костного материала с травматическими повреждениями. 5 ил., 1 пр.

Способ заключения костного препарата в эпоксидную смолу для сохранения реконструированных костных отломков с целью последующего сканирования на компьютерном томографе, характеризующийся тем, что костные отломки замачивают в техническом ацетоне в течение 3 суток с последующей просушкой при комнатной температуре в течение 50 мин, после чего осуществляют замачивание в абсолютированном изопропаноле в течение 6 ч с последующей просушкой при комнатной температуре в течение 30 мин, затем склеивают сопоставляемые костные отломки посредством клеевого состава на основе цианакрилата, далее после отверждения клеевого состава костный препарат помещают в силиконовую форму и заключают в эпоксидную смолу для толстослойной заливки.