Name: Immersion au bain d’eau chaude scellée sous vide pour la préparation de modèles anatomiques et chirurgicaux d’os cadavériques (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-12-02T14:50:00.000+00:00
Duration: 4 min 36 s
Description: Apprenez une technique de macération par immersion au bain d'eau chaude sous vide pour préparer des modèles anatomiques d'os cadavériques. Cette méthode produit des modèles hygiéniques et précis pour la formation chirurgicale.

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Les épines lombaires ont été récoltées sur des brebis adultes croisées mérinos (Ovis aries) âgées de 4 ans en suivant les directives éthiques du Comité de protection et d’éthique des animaux des Laboratoires de recherche chirurgicale et orthopédique. Conformément à la méthode d’euthanasie sans cruauté approuvée par l’institution, les épines lombaires ont été récoltées à l’aide d’un outil de dissection tranchante, d’abord incisées à travers la peau et les tissus sous-cutanés, suivies d’un fascia et d’une musculature avant la désarticulation aux jonctions thoraco-lombaire et lombo-sacrée. Un échantillon récolté est illustré à la figure 1A.
1. Préparation du bain initial
<ol><li>Retirez manuellement les tissus mous (muscle, tissu conjonctif, graisse, etc.) à l’aide d’un outil de dissection tranchant (lame de scalpel numéro 22) de l’échantillon d’os avant de poursuivre le traitement. Remarque : Cette étape est facultative ; Cependant, enlever autant de tissus mous que possible réduit le temps nécessaire au bain-marie pour faire macérer les tissus. La taille de l’échantillon (~20 cm x 10 cm x 8 cm) est également réduite; Par conséquent, plus d’échantillons peuvent être installés dans le bain.</li>
	<li>Scellez l’échantillon dans un sac en plastique thermoscellable après avoir retiré l’air. Il est recommandé d’utiliser un sac sous vide à l’aide d’un dispositif commercial de scellement sous vide (voir le tableau des matériaux). REMARQUE: Aucun additif n’est requis pour le bain initial de 24 heures. S’il y a un muscle important couvrant toutes les surfaces de l’os et s’il y a déjà un minimum de tissus mous et que la plupart des surfaces osseuses de l’échantillon sont exposées, passez à l’étape 3.2 (Figure 1B).</li>
</ol>2. Procédure pour le bain initial
<ol><li>Immerger complètement l’échantillon scellé dans un bain-marie à 70 °C pendant 24 h.</li>
	<li>Après 24 heures, retirez le sac du bain, ouvrez-le et laissez refroidir l’échantillon jusqu’à ce qu’il soit manipulable.</li>
</ol>3. Préparation pour les bains suivants
<ol><li>Enlevez autant de tissus mous de l’os que possible à l’aide d’un scalpel pointu et de l’eau courante au besoin.</li>
	<li>Désarticulez toutes les articulations à l’aide d’un scalpel pointu pour exposer le tissu cartilagineux.<ol><li>Conservez les pièces désarticulées in situ à l’aide de matériaux tels que du fil orthopédique ou des attaches de câble (voir le tableau des matériaux) pour maintenir la position anatomique.</li>
	</ol></li>
	<li>Scellez l’échantillon dans un sac sous vide avec 10 ml de détergent à vaisselle (voir le tableau des matières) et 10 ml d’eau du robinet. REMARQUE: Le volume de détergent dépend de la force, de la concentration et de la taille de l’échantillon.</li>
</ol>4. Procédure pour les bains ultérieurs
<ol><li>Immerger complètement l’échantillon scellé dans un bain-marie à 70 °C pendant 24 h.</li>
	<li>Après 24 heures, retirez le sac du bain, ouvrez-le et laissez refroidir l’échantillon jusqu’à ce qu’il soit manipulable.<ol><li>Évitez de laisser l’échantillon refroidir complètement, car cela permet au cartilage ramolli de durcir et d’adhérer à l’os, devenant plus difficile à enlever. REMARQUE : Le temps requis pour le traitement des échantillons peut varier en fonction de la taille et du type, et le retrait répété des bains subséquents peut être inutile. De plus, l’échantillon peut rester dans le bain pendant de longues périodes, ce qui peut aider à l’élimination provisoire des tissus.</li>
	</ol></li>
	<li>Enlevez autant de tissus mous que possible à l’aide d’un outil de dissection tranchant (lame de scalpel numéro 22 sur un manche de scalpel dédié) et de l’eau courante.</li>
	<li>Répétez l’étape 4 au besoin jusqu’à ce que l’os soit exempt de tissu mou. D’après notre expérience, cela ne devait être répété qu’une seule fois.</li>
</ol>5. Achèvement de la procédure
<ol><li>Lavez l’échantillon avec un détergent liquide et rincez abondamment à l’eau. NOTE: L’alcool peut être utilisé pour accélérer le séchage.</li>
	<li>Laisser sécher l’échantillon pendant environ 48 h.</li>
</ol>

<ol><li>Leary, O. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+printed+anatomic+modeling+for+surgical+planning+and+real-time+operative+guidance+in+complex+primary+spinal+column+tumors%3A+single-center+experience+and+case+series%5BTitle%5D)+AND+%22World+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">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.</a> World Neurosurgery. 145, 116-126 (2021).</li>
<li>Tack, P., Victor, J., Gemmel, P., Annemans, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D-printing+techniques+in+a+medical+setting%3A+a+systematic+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22BioMedical+Engineering+OnLine%22%5BJournal%5D)">3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review.</a> BioMedical Engineering OnLine. 15 (1), 115(2016).</li>
<li>Ventola, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medical+applications+for+3D+printing%3A+current+and+projected+uses%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacy+and+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">Medical applications for 3D printing: current and projected uses.</a> Pharmacy and Therapeutics. 39 (10), 704-711 (2014).</li>
<li>Wilcox, B., Mobbs, R. J., Wu, A. M., Phan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+review+of+3D+printing+in+spinal+surgery%3A+the+current+state+of+play%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Spinal+Surgery%22%5BJournal%5D)">Systematic review of 3D printing in spinal surgery: the current state of play.</a> Journal of Spinal Surgery. 3 (3), 433-443 (2017).</li>
<li>Mairs, S., Swift, B., Rutty, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detergent%3A+an+alternative+approach+to+traditional+bone+cleaning+methods+for+forensic+practice%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Forensic+Medicine+and+Pathology%22%5BJournal%5D)">Detergent: an alternative approach to traditional bone cleaning methods for forensic practice.</a> The American Journal of Forensic Medicine and Pathology. 25 (4), 276-284 (2004).</li>
<li>Husch, C., Berner, M., Goldammer, H., Lichtscheidl-Schultz, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technical+note%3A+A+novel+method+for+gentle+and+non-destructive+removal+of+flesh+from+bones%5BTitle%5D)+AND+%22Forensic+Science+International%22%5BJournal%5D)">Technical note: A novel method for gentle and non-destructive removal of flesh from bones.</a> Forensic Science International. 323, 110778(2021).</li>
<li>Couse, T., Connor, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+maceration+techniques+for+use+in+forensic+skeletal+preparations%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Forensic+Investigation%22%5BJournal%5D)">A comparison of maceration techniques for use in forensic skeletal preparations.</a> Journal of Forensic Investigation. 3, 1-6 (2015).</li>
<li>Mahon, T. J., Maboke, N., Myburgh, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+different+detergents+in+skeletal+preparations%5BTitle%5D)+AND+%22Forensic+Science+International%22%5BJournal%5D)">The use of different detergents in skeletal preparations.</a> Forensic Science International. 327, 110967(2021).</li>
<li>Hussain, M., Hussain, N., Zainab, H., Qaiser, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skeletal+preservation+techniques+to+enhance+veterinary+anatomy+teaching%5BTitle%5D)+AND+%22IJAVMS%22%5BJournal%5D)">Skeletal preservation techniques to enhance veterinary anatomy teaching.</a> IJAVMS. 1, 21-23 (2007).</li>
<li>Simonsen, K. P., Rasmussen, A. R., Mathisen, P., Petersen, H., Borup, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fast+preparation+of+skeletal+materials+using+enzyme+maceration%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Forensic+Science%22%5BJournal%5D)">A fast preparation of skeletal materials using enzyme maceration.</a> Journal of Forensic Science. 56 (2), 480-484 (2011).</li>
<li>Burkhard, M., Furnstahl, P., Farshad, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensionally+printed+vertebrae+with+different+bone+densities+for+surgical+training%5BTitle%5D)+AND+%22European+Spine+Journal%22%5BJournal%5D)">Three-dimensionally printed vertebrae with different bone densities for surgical training.</a> European Spine Journal. 28 (4), 798-806 (2019).</li>
<li>Rose, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-material+3D+models+for+temporal+bone+surgical+simulation%5BTitle%5D)+AND+%22The+Annals+of+Otology%2C+Rhinology%2C+and+Laryngology%22%5BJournal%5D)">Multi-material 3D models for temporal bone surgical simulation.</a> The Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology. 124 (7), 528-536 (2015).</li>
<li>Werz, S. M., Zeichner, S. J., Berg, B. I., Zeilhofer, H. F., Thieringer, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printed+surgical+simulation+models+as+educational+tool+by+maxillofacial+surgeons%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Dental+Education%22%5BJournal%5D)">3D printed surgical simulation models as educational tool by maxillofacial surgeons.</a> European Journal of Dental Education. 22 (3), 500-505 (2018).</li>
</ol>

Les auteurs doivent divulguer.

Cette note technique vise à décrire une méthode simple, sûre et peu coûteuse pour produire un modèle anatomique osseux au profit de l’éducation vétérinaire et médicale et pour une utilisation dans l’éducation anatomique et la planification chirurgicale. 
Les essais pilotes ont révélé qu’une température de bain de 70 °C offrait le temps de traitement le plus rapide sans endommager les échantillons. Des températures plus élevées ont provoqué une dégradation importante du collagène dans l’os, ce ...

L’ablation des tissus mous et le nettoyage des os sont nécessaires pour la médecine légale, la recherche médicale et biologique, et l’éducation vétérinaire et médicale. La plupart des techniques ont été développées à des fins médico-légales, minimisant les dommages à l’os pour préserver autant de détails que possible. Cela peut fournir un modèle osseux précis et tangible pour la planification chirurgicale préopératoire, ainsi que la prise de décision peropératoire pour aider à minimiser les complications 1,2,3. Ceci est bénéfique en chirurgie en réduisant les temps d’opération et les pertes de sang et en améliorant la communication entre les chirurgiens, par rapport à la planification avec des images 2D4. L’utilisation de ces modèles peut également réduire la dépendance à l’imagerie peropératoire, comme la fluoroscopie, ce qui peut réduire l’exposition du personnel aux rayonnements.
L’os squelettique des cadavres a toujours été utilisé pour ces modèles; cependant, les progrès technologiques ont poussé vers l’utilisation de modèles fabriqués et, plus récemment, de modèles imprimés en trois dimensions (3D). Les modèles osseux reposent sur la disponibilité d’échantillons cadavériques et l’efficacité du traitement de ces échantillons en modèles utilisables. L’impression 3D a l’avantage d’une liberté créative, permettant des modèles anatomiques et spécifiques au patient, en particulier lorsque des anomalies anatomiques ou des néoplasmes sont présents, ou si le matériel doit être fabriqué ou augmenté pour s’adapter au patient1. Ces échantillons peuvent également être stérilisés et manipulés par des chirurgiens au cours d’une procédure. Cependant, cette liberté a un coût, car elle nécessite une tomodensitométrie (TDM), le matériel et l’équipement requis peuvent être coûteux et l’expertise est essentielle pour créer les modèles dans le logiciel requis 1,4. De plus, ces facteurs peuvent limiter la précision et la qualité du modèle, et donc la planification et le succès chirurgicaux1. Les modèles imprimés en 3D peuvent ne pas être le meilleur choix pour les cas où il n’y a pas besoin d’anatomie spécifique au patient et où il y a un besoin immédiat pour le modèle.
Les méthodes couramment appliquées pour enlever les tissus mous de l’os cadavérique comprennent le nettoyage manuel, la macération bactérienne, la macération chimique, la cuisson et la macération d’insectes 5,6. Le succès de ces méthodes repose généralement sur le coût, le temps, la main-d’œuvre, l’équipement, la sécurité et la qualité du produit final 5,7. Le nettoyage manuel nécessite le plus de main-d’œuvre et beaucoup de temps, mais nécessite un équipement minimal5. La macération bactérienne consiste à laisser l’échantillon dans un bain d’eau froide ou tiède pendant de longues périodes, souvent jusqu’à 3 semaines, permettant aux bactéries de décomposer le tissu6. Cela crée des odeurs désagréables, nécessite un équipement supplémentaire pour traiter les bactéries et crée un risque de biosécurité pour l’utilisateur 5,6. L’utilisation de dermestes coléoptères est très efficace avec un minimum de main-d’œuvre, mais nécessite l’acquisition d’une colonie et l’élevage des animaux, et n’est pas considérée comme un investissement économique si elle est utilisée rarement 6,7. La macération chimique implique généralement l’utilisation d’enzymes telles que la trypsine, la pepsine et la papaïne, ou de détergents commerciaux contenant des substances telles que des tensioactifs et des enzymes 5,8. Bien que cette méthode donne des résultats plus rapides, les produits chimiques utilisés, tels que l’hydroxyde de sodium, l’ammoniac, l’eau de Javel et l’essence, peuvent représenter un risque pour la santé et la sécurité et produire des odeurs nocives qui nécessitent un équipement de protection individuelle (EPI) et une hotte 5,7,8,9. Enfin, le chauffage prolongé fournit une autre méthode peu intensive, mais peut produire des odeurs nécessitant une ventilation10.
Une méthode simple, sûre et peu coûteuse pour la préparation de modèles anatomiques osseux fournirait un outil utile pour les chirurgiens, les étudiants, les éducateurs et les chercheurs. Cet article décrit une nouvelle méthode de préparation de modèles osseux squelettiques qui évite les odeurs désagréables et les produits chimiques nocifs, et produit un modèle chirurgical détaillé avec un minimum d’équipement et de main-d’œuvre.

<table><tbody><tr><td>Imprimante 3D Dimension Elite</td><td>Stratasys, Eden Prairie, MN, États-Unis</td><td></td><td>Imprimante 3D pour la production de modèles osseux chirurgicaux basés sur des tomodensitogrammes reconstruits</td></tr><tr><td>Mimics Innovation Suite</td><td>Materialise NV, Louvain, Belgique</td><td>Suite 24</td><td>Logiciel pour créer des modèles 3D à partir de scans d’imagerie Colliers de</td></tr><tr><td>serrage en nylon</td><td>4Cabling, Alexandria, NSW, Australie</td><td>011.060.1042/011.060.1039</td><td>Utilisé pour maintenir la connexion entre les corps vertébraux</td></tr><tr><td>Fil orthopédique</td><td>B Braun, Bella Vista, NSW, Australie</td><td></td><td>Utilisé pour maintenir la connexion entre les corps vertébraux</td></tr><tr><td>Support Cleaning Apparatus</td><td>Phoenix Analysis and Design Technologies, Tempe, AZ, États-Unis</td><td>SCA-1200</td><td>Bain d’eau chaude pour l’immersion de l’échantillon scellé.</td></tr><tr><td>Liquide vaisselle original ultra fort</td><td>Colgate-Palmolive, New York, NY, États-Unis</td><td></td><td>Liquide vaisselle ajouté au sac scellé avec échantillon pour le nettoyage du modèle osseux.</td></tr><tr><td>Sacs sous vide</td><td>Pacfood PTY LTD</td><td></td><td>Sacs en plastique refermables résistants à la chaleur</td></tr><tr><td>Scelleuse alimentaire sous vide</td><td>Tempoo (Aust) PTY LTD</td><td></td><td>Scelleuse alimentaire sous vide pour sceller les sacs sous vide avant l’immersion dans le bain</td></tr></tbody></table>

immersion au bain d’eau chaude scellée sous vide pour la préparation de modèles anatomiques et chirurgicaux d’os cadavériques

Vacuum-Sealed Hot Water Bath Immersion for the Preparation of Anatomical and Surgical Cadaveric Bone Models

Les modèles osseux servent à de nombreuses fins, notamment l’amélioration de la compréhension anatomique, la planification chirurgicale préopératoire et le référencement peropératoire. Plusieurs techniques de macération des tissus mous ont été décrites, principalement pour l’analyse médico-légale. Pour la recherche clinique et l’utilisation médicale, ces méthodes ont été remplacées par des modèles imprimés en trois dimensions (3D), qui nécessitent un équipement et une expertise considérables et sont coûteux. Ici, l’os vertébral cadavérique de mouton a été nettoyé en scellant sous vide le spécimen avec un détergent à vaisselle commercial, en l’immergeant dans un bain d’eau chaude, puis en enlevant manuellement les tissus mous. Cela a éliminé les inconvénients des méthodes de macération existantes, telles que l’existence d’odeurs nauséabondes, l’utilisation de produits chimiques dangereux, un équipement important et des coûts élevés. La technique décrite a produit des échantillons propres et secs tout en conservant les détails anatomiques et la structure pour modéliser avec précision les structures osseuses qui peuvent être utiles pour la planification préopératoire et le référencement peropératoire. La méthode est simple, peu coûteuse et efficace pour la préparation de modèles osseux pour l’éducation et la planification chirurgicale en médecine vétérinaire et humaine.

Suivant ce protocole, des modèles de colonnes vertébrales lombaires de moutons propres et secs ont été créés pour la planification et la référence chirurgicales. Des échantillons composés de sept vertèbres lombaires ont été traités dans les 4 jours en utilisant cette méthode, avec un bain initial pour enlever la majeure partie du muscle et trois bains ultérieurs. L’achèvement des bains a été indiqué par la facilité avec laquelle le cartilage et le tissu conjonctif ont été retirés de l’os. Cela variait en fonction du type...

Le présent protocole décrit la macération et le nettoyage de l’os cadavérique à l’aide d’une technique d’immersion au bain d’eau chaude scellée sous vide. Il s’agit d’une méthode peu coûteuse, sûre et efficace pour produire des échantillons anatomiques pour la planification chirurgicale et l’éducation médicale comme alternative aux modèles imprimés en trois dimensions (3D).

Immersion au bain d’eau chaude scellée sous vide pour la préparation de modèles anatomiques et chirurgicaux d’os cadavériques

Bone models serve many purposes, including improving anatomical understanding, preoperative surgical planning, and intraoperative referencing. Several ...

Cette méthode produit des modèles osseux anatomiques précis qui décrivent l’anatomie native qui aide à guider les chercheurs, les cliniciens et les chirurgiens sur l’approche chirurgicale et la pose d’implants, entre autres avantages. Cette méthode produit des modèles osseux anatomiques propres et hygiéniques, ce qui est important, compte tenu de la présence de ces modèles au chevet du patient ou dans la salle d’opération, par exemple. Par rapport aux modèles osseux anatomiques imprimés en 3D, nos modèles sont peu coûteux, sûrs et efficaces à produire, et également par rapport à ces modèles 3D, l’architecture de l’os et l’anatomie native sont mieux représentées par ces modèles osseux chirurgicaux.La technique décrite consiste à produire des modèles osseux anatomiques précis pour la colonne vertébrale, mais la technique pourrait être facilement extrapolée à d’autres structures osseuses du corps. La méthode informe mieux les chirurgiens, les chercheurs et les cliniciens sur la façon de planifier et d’exécuter des techniques chirurgicales, et les informe également de ce qu’est l’anatomie osseuse normale qui les aidera ensuite à reconnaître la pathologie. Mais la technique pourrait être facilement extrapolée à une gamme d’autres structures osseuses d’une gamme d’espèces différentes.Pour commencer, retirez manuellement les tissus mous, tels que les muscles, le tissu conjonctif, la graisse, etc., à l’aide d’un outil de dissection tranchant de l’échantillon osseux, et scellez l’échantillon dans un sac en plastique thermoscellable après avoir retiré l’air. Immergez complètement l’échantillon scellé dans un bain-marie à 70 degrés Celsius pendant 24 heures, puis retirez le sac du bain, ouvrez le sac et laissez l’échantillon refroidir jusqu’à ce qu’il soit manipulable. Enlevez autant de tissus mous de l’os que possible à l’aide d’un scalpel pointu et de l’eau courante au besoin.Pour désarticuler les articulations afin d’exposer le tissu cartilagineux, conservez les pièces désarticulées in situ en utilisant des matériaux tels que du fil orthopédique ou des attaches de câble pour maintenir la position anatomique. Scellez l’échantillon dans un sac sous vide avec 10 millilitres de détergent à vaisselle et 10 millilitres d’eau du robinet, et immergez l’échantillon scellé dans un bain-marie à 70 degrés Celsius pendant 24 heures. Après avoir retiré le sac du bain, répétez les étapes indiquées précédemment pour enlever autant de tissus mous que possible jusqu’à ce que l’os soit exempt de tissu mou.Enfin, laissez sécher l’échantillon pendant environ 48 heures. Une comparaison qualitative entre les modèles osseux imprimés en 3D et cadavériques est présentée ici. Ces images montrent que le modèle imprimé en 3D ne détaille pas avec précision les détails osseux fins des spécimens cadavériques, avec une perte de détails plus fins, tels que les contours de l’os, en particulier sur les processus transversaux.Les modèles de colonne lombaire de mouton traités avec et sans détergent à la même étape du traitement sont présentés ici. À partir de ces deux images, une nette différence de couleur et de texture peut être notée. Pour reproduire cette méthode, l’individu ou le groupe de recherche a besoin d’avoir accès à des échantillons anatomiques, à un bain d’eau chaude et à un équipement de scellage sous vide.La dissection des tissus mous avant et après le bain d’eau chaude n’est pas techniquement exigeante, mais elle nécessite une certaine motricité fine et une certaine expérience de l’utilisation d’équipement de dissection tranchante et d’autres équipements chirurgicaux.

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