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).
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Artículo de método
Inmersión en baño de agua caliente sellado al vacío para la preparación de modelos anatómicos y quirúrgicos de hueso cadavérico
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Resumen
Resumen
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.
Introducción
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.
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Protocolo
Las espinas lumbares se cosecharon de ovejas adultas cruzadas merinas (Ovis aries) de 4 años siguiendo las directrices éticas del Comité de Cuidado y Ética Animal de los Laboratorios de Investigación Quirúrgica y Ortopédica. Siguiendo el método institucionalmente aprobado de eutanasia humana, las espinas lumbares se cosecharon utilizando una herramienta de disección afilada, primero incisando a través de la piel y los tejidos subcutáneos, seguido de fascia y musculatura antes de la desarticulación en las uniones toracolumbar y lumbosacra. Una muestra cosechada se muestra en la Figura 1A.
1. Preparación para el baño inicial
- Retire manualmente el tejido blando (músculo, tejido conectivo, grasa, etc.) utilizando una herramienta de disección afilada (hoja de bisturí número 22) de la muestra de hueso antes de seguir procesando.
NOTA: Este paso es opcional; Sin embargo, eliminar la mayor cantidad posible de tejido blando reduce el tiempo que tarda el baño de agua en macerar los tejidos. El tamaño de la muestra (~20 cm x 10 cm x 8 cm) también se reduce; Por lo tanto, se pueden colocar más muestras en el baño. - Selle la muestra en una bolsa de plástico sellable a prueba de calor después de retirar el aire. Se recomienda utilizar una bolsa de vacío utilizando un dispositivo comercial de sellado al vacío (consulte la Tabla de materiales).
NOTA: No se requieren aditivos para el baño inicial de 24 h. Si hay músculo significativo que cubre todas las superficies del hueso y si ya hay un tejido blando mínimo y la mayoría de las superficies óseas de la muestra están expuestas, continúe con el paso 3.2 (Figura 1B).
2. Procedimiento para el baño inicial
- Sumergir completamente la muestra sellada en un baño maría a 70 °C durante 24 h.
- Después de 24 h, retire la bolsa del baño, ábrala y deje que la muestra se enfríe hasta que pueda manipularse.
3. Preparación para baños posteriores
- Retire la mayor cantidad posible de tejido blando del hueso con un bisturí afilado y agua corriente según sea necesario.
- Desarticule cualquier articulación con un bisturí afilado para exponer el tejido cartilaginoso.
- Mantenga las piezas desarticuladas in situ utilizando material como alambre ortopédico o bridas para cables (ver Tabla de materiales) para mantener la posición anatómica.
- Selle la muestra en una bolsa de vacío junto con 10 ml de detergente para lavar platos (consulte la Tabla de materiales) y 10 ml de agua del grifo.
NOTA: El volumen de detergente depende de la concentración, concentración y tamaño de la muestra.
4. Procedimiento para baños posteriores
- Sumergir completamente la muestra sellada en un baño maría a 70 °C durante 24 h.
- Después de 24 h, retire la bolsa del baño, ábrala y deje que la muestra se enfríe hasta que pueda manipularse.
- Evite dejar que la muestra se enfríe por completo, ya que esto permite que el cartílago ablandado se endurezca y se adhiera al hueso, volviéndose más difícil de eliminar.
NOTA: El tiempo requerido para el procesamiento de la muestra puede variar según el tamaño y el tipo, y la eliminación repetida de los baños posteriores puede ser innecesaria. Además, la muestra puede permanecer en el baño durante períodos prolongados, lo que puede ayudar en la eliminación provisional de tejidos.
- Evite dejar que la muestra se enfríe por completo, ya que esto permite que el cartílago ablandado se endurezca y se adhiera al hueso, volviéndose más difícil de eliminar.
- Retire la mayor cantidad de tejido blando posible con una herramienta de disección afilada (hoja de bisturí número 22 en un mango de bisturí dedicado) y agua corriente.
- Repita el paso 4 según sea necesario hasta que el hueso esté libre de material de tejido blando. En nuestra experiencia, esto debía repetirse solo una vez.
5. Finalización del procedimiento
- Lave la muestra con detergente líquido y enjuague bien con agua.
NOTA: Se puede usar alcohol para acelerar el secado. - Dejar secar la muestra durante aproximadamente 48 h.
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Resultados
Siguiendo este protocolo, se crearon modelos de columna vertebral lumbar de oveja limpios y secos para la planificación quirúrgica y referencia. Las muestras que consisten en siete vértebras lumbares se procesaron dentro de los 4 días utilizando este método, con un baño inicial para eliminar la mayor parte del músculo y tres baños posteriores. La finalización de los baños fue indicada por la facilidad con la que el cartílago y el tejido conectivo se eliminaron del hueso. Esto varió según el tipo y la ubicación del cartíl...
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Discusión
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 dentro del hueso, lo...
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Divulgaciones
Los autores tienen que revelar.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Impresora 3D Dimension Elite | Stratasys, Eden Prairie, MN, Estados | Impresora 3D para la producción de modelos óseos quirúrgicos basados en tomografías computarizadas reconstruidas | |
| Mimics Innovation Suite | Materialise NV, Lovaina, Bélgica | Suite 24 | Software para crear modelos 3D a partir de escaneos de imágenes |
| Bridas de nylon | 4Cableado, Alexandria, NSW, Australia | 011.060.1042/011.060.1039 | Se utiliza para mantener la conexión entre los cuerpos vertebrales |
| Alambre ortopédico | B Braun, Bella Vista, NSW, Australia | Se utiliza para mantener la conexión entre los cuerpos vertebrales | |
| Soporte Aparato de limpieza | Analysis and Design Technologies, Tempe, AZ, Estados Unidos | SCA-1200 | Baño de agua caliente para la inmersión de la muestra sellada. |
| Líquido lavavajillas original ultra fuerte | Colgate-Palmolive, Nueva York, NY, Estados | Líquido lavavajillas agregado a la bolsa sellada con muestra para la limpieza del modelo óseo. | |
| Bolsas de vacío | Pacfood PTY LTD | Bolsas de plástico sellables y resistentes al calor | |
| Selladora de alimentos al vacío | Tempoo (Aust) PTY LTD | Selladora de alimentos al vacío para sellar bolsas de vacío antes de la inmersión en el baño |
Referencias
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Reimpresiones y permisos
