Artículo de método

Preservación de biomodelos porcinos para el estudio de la anatomía humana comparada

DOI:

10.3791/66646

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30 de mayo de 2025

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1Departamento de Ciencias Básicas Médicas, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Icesi, 2Departamento de Salud Pública y Medicina Comunitaria, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Icesi, 3Translational Research Laboratory in Critical Care Medicine (TransLab-CCM), Universidad Icesi

En este artículo

Resumen

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En este artículo se presenta un protocolo para la conservación de biomodelos porcinos. El método propuesto consiste en utilizar una solución chilena modificada con una concentración reducida de formalina. El proceso de conservación consiste en administrar la solución mediante repleción e inmersión de la muestra, seguida de deformolización y ablandamiento de los tejidos mediante glicerina.

Resumen

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La enseñanza de la anatomía humana en la educación médica enfrenta desafíos, lo que requiere alternativas efectivas para que los estudiantes exploren en la práctica la complejidad anatómica. Los biomodelos porcinos, con sus similitudes anatómicas con los humanos, ofrecen una solución prometedora. Este artículo presenta un protocolo detallado para la preservación de biomodelos porcinos, abordando la necesidad de métodos accesibles y eficientes en los estudios de anatomía comparada. Este protocolo propone el uso de una solución chilena modificada para la preservación de biomodelos, empleando técnicas de formalización a través de repleción e inmersión. Posteriormente, se logra la desformalización utilizando la solución chilena modificada sin formaldehído, seguida de un proceso de ablandamiento con glicerina. Dada la escasez de literatura sobre técnicas de preservación y la ausencia de un procedimiento o prueba estandarizada para evaluar la conservación de los tejidos, sugerimos evaluar la calidad de los tejidos en función de medidas de resistencia y elasticidad. Nuestros hallazgos indican un nivel cualitativamente alto de preservación de tejidos en nuestros especímenes. Además, estos biomodelos se utilizan actualmente con éxito para estudios de morfología y en la enseñanza de la anatomía comparada humana a los estudiantes de medicina.

Introducción

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La enseñanza de la anatomía en las facultades de medicina a menudo encuentra obstáculos, como las dificultades para acceder a los cuerpos humanos para la disección y la falta de instalaciones adecuadas. Estas limitaciones subrayan la necesidad de alternativas efectivas que permitan a los estudiantes explorar la complejidad anatómica de manera práctica y realista. En este contexto, los biomodelos porcinos han surgido como una alternativa prometedora debido a sus similitudes anatómicas con los humanos, ofreciendo un medio accesible y eficiente para el aprendizaje y la enseñanza de la anatomía1.

Las técnicas de conservación anatómica tienen como objetivo mantener la integridad de los tejidos biológicos al tiempo que minimizan el daño. Estas técnicas se han empleado con fines educativos, académicos y de investigación en el estudio de la anatomía humana y veterinaria. Se han probado numerosas sustancias para preservar cuerpos, órganos y tejidos en su estado natural durante el mayor tiempo posible. Sin embargo, la preservación y conservación de los especímenes anatómicos sigue siendo un desafío, especialmente para aquellos destinados a estudios morfológicos, donde se requiere una alta preservación de tejidos3.

A pesar de que las soluciones utilizadas tradicionalmente están ampliamente disponibles, las limitaciones en la práctica diaria son evidentes. La formalina, una de las sustancias más comunes utilizadas, tiene varias desventajas documentadas para la conservación de tejidos. Estos incluyen su olor irritante, alta toxicidad, riesgos asociados de cáncer y mutagenicidad para los manipuladores, y los cambios organolépticos que induce en los tejidos, como rigidez y decoloración. Estos cambios pueden alterar la percepción de las propiedades fisiológicas de los tejidos cuando se estudian después de la fijación, lo que puede dificultar estudios morfológicos precisos y precisos4. Los estudios han demostrado que la fijación con altas concentraciones de formalina da lugar a un mayor grado de rigidez del tejido5. Alternativas, como la técnica de embalsamamiento de Thiel, han demostrado resultados prometedores con una mejor conservación de la coloración original y la flexibilidad de los tejidos6. Sin embargo, esta técnica es más costosa en comparación con otras soluciones7. Estos desafíos presentan una oportunidad para diseñar y probar técnicas de preservación nuevas y asequibles que aún permitan la enseñanza de anatomía de alta calidad.

El objetivo de este protocolo es describir la metodología empleada en el Laboratorio de Anatomía de la Universidad Icesi en Cali, Colombia, para la preservación de biomodelos porcinos utilizados como herramientas educativas para el estudio comparativo de la anatomía humana.

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Protocolo

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La técnica descrita fue desarrollada en total cumplimiento de los lineamientos del Comité Institucional de Ética para el Cuidado y Uso de Animales en Experimentación (CIECUAE) de la Universidad Icesi, de acuerdo con la Ley 84 de 1989 y la Resolución Rectoral N° 847 (9 de julio de 2012). Esto garantiza tanto la integridad científica como el bienestar de los animales utilizados, minimizando su sufrimiento. Para este estudio se utilizaron cerdos machos Landrace, de 3 meses de edad y con un peso de 15-20 kg. Los reactivos y el equipo necesarios se enumeran en la Tabla de Materiales.

1. Biomodelo porcino

  1. Sacrificio del animal
    1. Realizar una evaluación veterinaria general y poner en cuarentena el ejemplar de cerdo seleccionado durante 24 h. Si el animal no presenta ningún síntoma durante este período, se procede a la eutanasia.
  2. Anestesia
    1. Administrar anestesia por vía intramuscular con Ketamina + Xilacina + Atropina a dosis de 10 mg/kg, 0,5 mg/kg y 0,04 mg/kg, respectivamente (siguiendo protocolos aprobados institucionalmente).
      NOTA: Asegure la anestesia profunda. Evalúe la profundidad de la anestesia a través del examen físico. La anestesia profunda está indicada por una pupila dilatada y centrada, ausencia del reflejo palpebral, depresión del reflejo corneal y disminución de la frecuencia respiratoria, la frecuencia cardíaca y la presión arterial.
  3. Eutanasia
    1. Administrar 5 mL de Pentobarbital Sódico/Difenilhidantoína (390/50 mg/mL) por vía intravenosa. Después de administrar el agente de eutanasia, auscultar los parámetros fisiológicos del animal para la especie Suis Scrofa : HR, 60-90; FR, 8-18; y T° 37-39°C8.
    2. Controle la frecuencia cardíaca hasta que disminuya gradualmente y se detenga por completo. Observe cambios inmediatos como relajación del esfínter, membranas cianóticas y ausencia de respuesta a los estímulos corporales. Considere la eutanasia completa después de 5 minutos de auscultación cardíaca sin detectar latidos cardíacos.
  4. Almacenamiento y transporte
    1. Transportar el biomodelo porcino desde la sala de procedimientos hasta el laboratorio de anatomía dentro de la media hora posterior a la eutanasia para evitar la descomposición y la proliferación microbiana, optimizando así la conservación del biomodelo.

2. Solución conservante a base de solución chilena

  1. Preparación de la solución chilena modificada
    1. Use una solución chilena modificada que contenga etanol, glicerina, formaldehído, cloruro de benzalconio, esencia aromática de café y agua destilada. Asegúrese de que la solución tenga un pH de 7,0.
    2. Prepare la solución conservante en un tanque de 50 L. En primer lugar, añade 10,6 L de agua destilada al depósito. A continuación, agregue 7,6 L de etanol al 96%, 5 L de glicerina, 0,5 L de cloruro de benzalconio al 50% y 0,1 L de esencia aromática de café.
      NOTA: Consulte la Tabla 1 para conocer las concentraciones y volúmenes requeridos de cada componente necesarios para preparar 25 L de la solución chilena modificada.

3. Administración de la solución conservante chilena modificada

NOTA: Una vez preparada la solución conservante, adminístrela por repleción e inmersión.

  1. Administración por repleción de la solución conservante chilena modificada
    NOTA: Use ropa de bioseguridad para este procedimiento: una media mascarilla reutilizable con filtros A1P2, gafas de bioseguridad, una bata quirúrgica desechable de manga larga, un gorro quirúrgico, mallas y guantes de nitrilo.
    1. Abordaje quirúrgico
      1. Haga una incisión a lo largo de la línea alba (usando un mango de bisturí 4, hoja 22) desde la apófisis xifoides hasta la región púbica.
      2. Identificar el tejido celular subcutáneo y las fibras musculares del músculo recto abdominal.
        NOTA: En el momento de la incisión, identifique el escaso tejido graso adherido a la piel, conocido como tejido celular subcutáneo, y las fibras musculares del músculo recto abdominal ubicadas más profundas9.
      3. Cortar con cuidado para acceder al peritoneo, asegurando su apertura a la cavidad abdominal sin lesionar el hígado y los intestinos, que quedarán expuestos de inmediato.
      4. Retraiga las asas intestinales hacia el lado derecho de la cavidad abdominal. Identificar el peritoneo parietal que recubre el riñón izquierdo y los vasos renales. Utilice estas estructuras vasculares para localizar la aorta abdominal.
      5. Encontramos la aparición del pedículo renal izquierdo. Retirar el peritoneo que cubre la aorta 5 cm por encima de la arteria renal.
      6. Al exponer el pedículo renal izquierdo, movilizar las asas intestinales e incidir el peritoneo que cubre el hilio. Diseccionar anteroposterior para identificar primero la vena renal, que es más grande y se localiza anteriormente.
      7. Localiza la arteria renal posteriormente, siguiendo su trayectoria hasta su origen en la aorta abdominal. Por último, identificar la pelvis renal, la estructura más posterior del hilio9.
      8. Disecciona cuidadosamente la parte posterior de la aorta. Utilice seda 0/0 para ligar la aorta con un nudo por encima del nivel de la arteria renal y otro nudo 5 cm por encima.
      9. Pinza la aorta inmediatamente con dos pinzas de Kelly en ambos extremos del segmento aórtico aislado.
      10. Incidir la pared aórtica con la punta de las tijeras Metzembaum, haciendo un corte de aproximadamente 0,3 cm en la pared anterior de la aorta, teniendo cuidado de no perforarla.
      11. Anudar el extremo distal mientras se retira la pinza Kelly para insertar una aguja roma en forma de L de 3,2 mm en la luz arterial. Retire la pinza Kelly proximal e inicie la perfusión de la solución conservante chilena modificada.
    2. Perfusión aórtica de la solución conservante chilena modificada
    3. Proceda con la perfusión de la solución conservante chilena modificada.
      NOTA: Administrar 0,25 L/kg con una presión de 10 libras utilizando una bomba de perfusión.
    4. Fin de la perfusión
      1. Una vez completada la perfusión de la solución conservante, retire la cánula de perfusión y anude el sitio de inserción con seda 0/0 para evitar el reflujo de la solución conservante. Cerrar el abdomen suturando la incisión en la línea alba con seda 0/0.
        NOTA: Para evaluar si se logró una perfusión adecuada, verifique los indicadores agudos de saturación: extensión de las extremidades superiores e inferiores, plétora cervical y torácica, y escurrimiento de la solución a través de las fosas nasales. El tiempo aproximado de perfusión es de 2 h.
  2. Administración por inmersión
    NOTA: Use ropa de bioseguridad para este procedimiento: una media mascarilla reutilizable con filtros A1P2, gafas de bioseguridad, una bata quirúrgica desechable de manga larga, un gorro quirúrgico, mallas y guantes de nitrilo.
    1. Administración por inmersión de la solución conservante chilena modificada
      1. Almacene la muestra de cerdo en un tanque de 300 L lleno con la misma solución conservante descrita en el paso 2.
        NOTA: Asegúrese de que el biomodelo esté completamente sumergido utilizando aproximadamente 150 L de la solución. Después de la inmersión, almacene el biomodelo a 20 °C durante 6 meses. Los indicadores de conservación adecuada incluyen la ausencia de signos de descomposición (por ejemplo, edema corporal, hinchazón, mal olor, lividez y friabilidad de los tejidos).

4. Solución de deformolización basada en solución chilena

  1. Preparación de la solución de deformolización
    1. Utilice una solución chilena modificada que contenga etanol, glicerina, cloruro de benzalconio, esencia aromática de café y agua destilada. Asegúrese de que la solución tenga un pH de 7,0.
  2. Prepare la solución de deformolización en un tanque de 50 L. Primero, agregue 11,1 L de agua destilada, luego 7,8 L de etanol al 96%, 5 L de glicerina, 1 L de cloruro de benzalconio al 50% y 0,1 L de esencia aromática de café.
    NOTA: Consulte la Tabla 2 para conocer las concentraciones y volúmenes requeridos de cada componente necesarios para preparar 25 L de la solución chilena modificada sin formaldehído.

5. Deformolización

NOTA: Use ropa de bioseguridad para este procedimiento: una media mascarilla reutilizable con filtros A1P2, gafas de bioseguridad, una bata quirúrgica desechable de manga larga, un gorro quirúrgico, mallas y guantes de nitrilo.

  1. Administración por inmersión de la solución conservante chilena modificada sin formaldehído
    1. Al final del período de conservación por inmersión de 6 meses, transfiera el biomodelo a un tanque de 300 L lleno de solución de conservación chilena modificada sin formaldehído. Guarde el biomodelo durante 4 semanas.
      NOTA: Asegúrese de que el biomodelo esté completamente sumergido utilizando aproximadamente 150 L de la solución.

6. Ablandador de glicerina

  1. Inmediatamente después del proceso de deformolización, sumerja el biomodelo en soluciones con concentraciones crecientes de glicerina diluida en agua: 50%, 70% y 90% de glicerina. Mantenga el biomodelo en cada concentración durante una semana.

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Resultados

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El objetivo de este protocolo es presentar una técnica eficaz y viable que permita la preservación de biomodelos porcinos para la enseñanza de la anatomía humana comparada. Actualmente no existen métodos o pruebas estandarizadas para evaluar la preservación del modelo. Por lo tanto, la preservación general del modelo se evaluó utilizando indicadores de repleción de solución y signos de descomposición después de que se completó el protocolo en los especímenes. Además, para evaluar objetivamente la viabilidad de los biomod...

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Discusión

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Tradicionalmente, los estudios anatómicos se han basado en cadáveres humanos; Sin embargo, los desafíos para adquirir estos especímenes han llevado a la exploración de métodos alternativos. Los biomodelos porcinos han demostrado ser herramientas valiosas para el estudio de la anatomía humana, ofreciendo similitudes anatómicas que facilitan el aprendizaje y su extrapolación a aplicaciones médicas en humanos 12,13,14,15....

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Divulgaciones

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Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Agradecimientos

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Agradecemos al Departamento de Ciencias Médicas Básicas y a la Oficina de Investigación de la Universidad Icesi por su apoyo en esta investigación.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Cloruro de benzalconioProté cnica Ingenierí aPROQUAT BC 50/80Número CAS. 68424-85-1
EtanolNo aplicableNo aplicableEtanol 96%
FormaldehídoAlbor quí micosNo aplicableFormaldehído
GlicerinaNo aplicableNo aplicableGlicerina
Bomba de inyecciónDisá Inyectorespecial nchez YA-02 Bomba deinyección
Pinzas KellyNo aplicableNo aplicablePinzas Kelly
Tijeras MetzembaumNo aplicableNo aplicableTijeras Metzembaum
AgujaDisá nchezCánula LCánula
L BisturíNo aplicableNo aplicableMango de bisturí 4/ Hoja de bisturí 22
Sutura  SedaNo aplicableNo aplicableSutura Seda 0/0

Referencias

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