מאמר זה מציג חבילה של טכניקות לשחזור דגימות מאובנים באמצעות חומרים מרוכבים מנייר-שרף. חומרים מרוכבים אלה מיוצרים על ידי שילוב של נייר בדרגת ארכיון עם שרפים תרמופלסטיים הנפוצים במעבדות להכנת מאובנים. החומרים המרוכבים הקלים המתקבלים מוסיפים יציבות לטווח ארוך לדגימות תוך שמירה על התאמה לניתוחים רדיולוגיים.
מאמר שיטה
שימוש בנייר יפני ארכיוני ובשרפים תרמופלסטיים להכנת מאובנים לאחסון, תצוגה, הובלה ורדיוגרפיה
במאמר זה
סיכום
תקציר
קוזו וואשי הוא נייר ארכיוני הנפוץ בשימור חפצי מוזיאון. ניתן לשלב נייר זה עם דבקים ארכיוניים בשימוש נרחב ליצירת חומרים מרוכבים קלים של סיבים טבעיים ושרף תרמופלסטי, שניתן להשתמש בהם בהכנת מאובנים. בניגוד לתרכובות גבס קונבנציונליות, אפוקסי או תומכי מתכת, חומרים מרוכבים משרף נייר מתהפכים בקלות ועשויים מחומרים ארכיוניים, כך שהם תואמים לתקני שימור מודרניים.
אנו מציגים את "שיטת מייבורן" החדשה, חבילת טכניקות לשחזור דגימות מאובנים תוך שמירה על התאמה למחקר רדיוגרפי. מרוכב נייר-שרף משמש למילוי פערים בין שברים, חיזוק נקודות מגע והרכבה של תמוכות אקריליות בתוך דגימות, ויוצר תומכים מבניים פנימיים. דגימות שהוכנו עם חומרים מרוכבים אלה יכולות לעמוד בהתמצאות לאורך מספר מישורים להדמיה אופטימלית במהלך ניתוחי רנטגן וטומוגרפיה ממוחשבת. ברגע שהדגימה עמידה מספיק כדי לעמוד בטיפול, ניתן לארוז אותה להובלה עם קצף פוליאתילן וניילון מתיחה, שיכולים להישאר במקומה במהלך הדמיה רדיוגרפית.
ניתן לשלב טכניקות אלה לאורך תהליך שימור המאובנים, מיישום בשטח ועד הכנה לתצוגה. חומרים מרוכבים אלה חזקים מספיק כדי לתמוך בדגימות גדולות וכבדות, אך יכולים להתאים לקווי המתאר של דגימות קטנות ועדינות. חשוב לציין, טכניקות אלה יכולות לייצב חומר "תת-מאובן", ולהרחיב את ההזדמנויות למחקר על הדגימות השבריריות הללו.
מבוא
העבודה הפליאונטולוגית חייבת לאזן בין צרכי החוקר לבין שימור ארוך טווח של דגימות 1,2. שיטות לא הרסניות מועדפות בעת הכנת מאובני בעלי חוליות לתצוגה או למחקר, ומאמץ ניכר הושקע בפיתוח חלופות פחות פולשניות לשיטות קונבנציונליות והרסניות 2,3,4. לדוגמה, ניתן לשלב טומוגרפיה ממוחשבת ברזולוציה גבוהה (CT) עם הדפסת תלת מימד כדי למזער את הטיפול בדגימה על ידי מתן חלופה ליציקה/יציקה קונבנציונלית 2,5,6. כדוגמה נוספת, מיקרו-טומוגרפיה מבוססת סינכרוטרון היא אלטרנטיבה לא הרסנית לדגימה היסטולוגית 2,5,6,7,8. יתר על כן, התקדמות בציוד ובטכניקות הפכה את ה-CT לאופציה בת קיימא עבור דגימות גדולות יותר ויותר 2,4,6,9.
הפרטים הצעירים יותר מבחינה גאולוגית של הקנוזואיקון, במיוחד אלה מהתקופה הרביעונית ("תת-מאובנים"). מסיבה זו, מאובנים גדולים של קנוזואיקון עשויים להיות מיוצגים בתת-ייצוג במחקר CT. אמנם זה מאתגר לכמת באיזו תדירות דגימות אינן נכללות בניתוח, מכיוון שהחלטות אלה מדווחות לעתים רחוקות, אך ניתן להעריך הטיות בסוגי הדגימות שנסרקו על ידי סקירת הפרוטוקולים שפורסמו של כנסים מקצועיים, המשמשים כתמונת מצב של העבודה הנוכחית של התחום.
נסקרו תקצירי מצגות במפגשים השנתיים של האגודה לפליאונטולוגיה של בעלי חוליות (SVP) מ-202210, 202311 ו-202412 , ומצגות של נתוני CT חדשים נערכו בטבלה. מצגות המשתמשות רק בנתוני CT קיימים לא נכללו. כאשר יותר ממצגת אחת השתמשה באותם נתונים, נכללה רק מצגת אחת. כאשר מצגת כללה נתונים מיותר מגיל גיאולוגי אחד, היא סווגה לפי הדגימה העתיקה ביותר שנסרקה. זה לא הביא לכך שמאובנים קנוזואיקונים (דגימות פרה-מודרניות) לא נכללו בספירה הסופית.
כאשר בוחנים לראשונה את נתוני ה-CT שהוצגו בפגישות השנתיות של SVP בין השנים 2022 ל-2024, נראה כי טקסוני הקנוזואיקון מיוצגים היטב (איור 1). לדוגמה, בשנת 2024, 29 מצגות התמקדו בטקסונים קנוזואיקונים, בהשוואה ל-34 מצגות שהתמקדו בטקסונים מזוזואיקונים. בשנת 2023, מספר ההצגות של טקסונים קנוזואיקונים עלה על אלו של טקסונים מזוזואיקונים. עם זאת, בכל אחת מהשנים שנסקרו, כשליש מנתוני ה-CT עבור טקסונים קנוזואיקונים הם של דגימות מודרניות. בנוסף, דגימות קנוזואיקון קדם-מודרניות הן בעיקר מיקרו-חוליות, שיניים או עצמות עמידות במיוחד, כגון חוליות ופלנגות דיסטליות. מתוך 219 המצגות שנסקרו, רק שלוש כללו נתוני CT חדשים ממאובנים גדולים של קנוזואיקון: חט ממותה חלקי שהוצג ב-2022, עצם זרוע ממותה שהוצגה ב-2024 (נדונה במחקר זה), וגולגולת Uintatherium שהוצגה ב-2024 (תוספת 1). מיעוט הנתונים ממאובנים גדולים ושבריריים מצביע על צורך לטפל במכשולים לניתוח CT של דגימות אלה.
איור 1: מצגות במפגשים השנתיים של האגודה לפליאונטולוגיה של בעלי חוליות, 2024, 2023 ו-2022. המידע נאסף מהתקצירים, והמחברים יצרו קשר להבהרות לפי הצורך. המצגות סווגו לפי הדגימה העתיקה ביותר שנסרקה; לא הוסרו מאובנים של קנוזואיקון בשיטה זו (ראה נספח 1 לפרטים מלאים). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
מכשול אחד לסריקת CT של מאובנים הוא עמידות; דגימות חייבות לעמוד בהובלה, טיפול ומיקום 1,2,9. חלק מהחוקרים בוחרים להשתמש בסורקי CT רפואיים, שנבנו כדי לייצר תמונות של גוף האדם. סורקי CT רפואיים מאפשרים לחוקרים לשמור דגימות במיקומים אופקיים, מה שמפחית את הסבירות לנזק 3,4. עם זאת, סורקי CT רפואיים אינם יכולים להכיל דגימות גדולות יותר מאדם טיפוסי. אלה שחוקרים טקסונים גדולים, כגון יונקיםימיים 13 או פרובוסקידים6, מדווחים על אי הכללת דגימות או הגבלת תמונות לסריקות חלקיות בשל מגבלות הגודל של סורקי CT רפואיים. סורקי CT תעשייתיים יכולים להכיל דגימות גדולות יותר וגם לייצר תמונות ברזולוציה גבוהה יותר מאשר עמיתיהם בדרגה רפואית 3,4. לשם כך, דגימות גדולות בדרך כלל מכוונות אנכית על פטיפון, מסובבות את הדגימה על הציר הארוך ביותר שלה תוך כדי סריקה על ידי מכשירים נייחים9. בהתחשב בפרמטרים אלה, דגימות שהן גם גדולות מדי עבור סורקי CT רפואיים וגם שבירות מכדי לעמוד בכיוון אנכי בסורק CT תעשייתי עשויות להיות לא נכללות במחקר הטומוגרפי.
מכשול נוסף לסריקות CT, ולרדיוגרפיה (הדמיית רנטגן) בכלל, הוא שיש להימנע מחומרים מחלישים מאוד. חומרים אלה יכולים לחסום פרטים מהעין או לייצר חפצים, שהם עיוותים שעלולים להיות בעייתיים במהלך הניתוח. חומרים בצפיפות גבוהה, כגון עצם ומינרלים רבים, מגבירים את הסבירות להתקשות קרן14. ברוב המקרים, התקשות אלומה יוצרת "הילה" לאורך ההיקף של אובייקט, מה שיוצר רושם מוטעה שלקצה החיצוני יש צפיפות גבוהה יותר מאשר לפנים 4,14. בדוגמאות קיצוניות יותר, חפצי אלומה יכולים לגרום לאובייקט להיראות קטן ו/או דק יותר ממציאות15. חומרים אחרים מחלישים מאוד, כגון מתכות, יכולים ליצור חפצי פס או התפרצות כוכבים, החוסמים פרטים 2,3,4,9,16,17.
לא ניתן להימנע לחלוטין מאף אחד מהחפצים הללו בעת סריקת מאובנים, מכיוון שעצם מאובנים צפופה במיוחד ועלולהלהיות פרמינרלית. עם זאת, אי הכללת חומרים מסוימים מתהליך הכנת המאובנים יכולה למנוע יצירת חפצים נוספים. באופן מסורתי, מכינים חיזקו דגימות שבירות בחומרים כגון עץ, מתכת, תרכובות גבס (טיח פריז, "שפכטל מים" וכו'), ו/או שפכטל אפוקסי דו-חלקי 1,2,5,18,19. חומרים אלה מאפשרים לאחסן או להציג דגימות לתקופות ארוכות, אך הם יכולים לייצר את החפצים המפורטים לעיל, מה שיכול להגביל את היכולת להשתמש בשיטות מחקר רדיוגרפיות. בנוסף, ניסיונות להסיר חומרי מילוי כגון תרכובות גבס או שפכטל אפוקסי עלולים לפגוע באופן בלתי הפיך בדגימה20. התנועה להכנת מאובנים עם חומרים הפיכיםבדרגה ארכיונית 1,18,21 עשויה לטפל במכשולים הן להובלה והן להדמיה.
קוזו וואשי הוא נייר יפני אומנותי המשמש לבניית חפצים מסורתיים כמו מגילות תלויות ודלתות הזזה 22,23,24. מאמר זה שימושי בשימור חפצים וחפצים מההיסטוריה של הטבע בשל חוזקו וגמישותו23. שרפים תרמופלסטיים נמצאים בשימוש נרחב גם בעבודות שימור. לדוגמה, "זכוכית" אקרילית (פולי [מתיל מתקרילט]) נחשבת לחומר אינרטי21. מגוון שרפים תרמופלסטיים אחרים (B-72, B-76, B-98 וכו') נמצאים בכל מקום במעבדות להכנת מאובנים 1,18,20,25,26.
ניסויים המשלבים נייר קוזו עם שרפים תרמופלסטיים הביאו לחומרים מרוכבים שיכולים להחליף את השימוש בתרכובות גבס ושפכטל אפוקסי בייצוב דגימות 23,27,28,29. ניתן להשתמש בתרכובת זו של סיבים טבעיים במטריצת שרף ליצירת "תחבושות" בעלות מילוי פערים, גיבוי ויישומים הפונים. ניתן לשלב את המרוכב גם עם תומכים אקריליים ליצירת אלטרנטיבה לחיזוקים העשויים עץ או מתכת. שיטות אלה נותנות מענה לחששות הן בשימור ארוך טווח והן במחקר פליאונטולוגי: השיטה הפיכה, והחומרים קלים, בדרגה ארכיונית 23,27,28, ורדיאלוסנט (אינם מפריעים לצילומי רנטגן או CT)30.
למטרות הפרוטוקולים הבאים, דבק הוא שרף תרמופלסטי המומס באצטון או אתנול, בדרך כלל ביחס של 1:1, ליצירת תמיסה בעלת צמיגות גבוהה ל"הדבקת" שני שברים יחד. חומר קונסולידנטי הוא תמיסה מדוללת יותר של שרף תרמופלסטי באצטון או באלכוהול (יחס של 1:4 או 1:5), אשר מוחל על דגימה כדי להקשיח או למצק אותה25,26. הנייר מדורג לפי משקל, המתבטא בגרמים למ"ר (GSM). אנא עיין בטבלת החומרים לרשימת חומרים מלאה עם ספקים.
פרוטוקול
1. תחבושות פנימיות (גיבוי)
הערה: שיטה זו מחזקת את התפר בין שני שברים מבלי להשפיע על המראה החיצוני של הדגימה (איור 2A).
- בחר את נייר הקוזו הטוב ביותר עבור היישום.
הערה: נייר עבה (30-50 גר' למ"ר) יוסיף את החוזק הרב ביותר לשטחים גדולים. נייר דק (≤ 15 גר' למ"ר) הוא הטוב ביותר לחללים צרים. - סדרו את הכלים: נייר, פינצטה, דבק, קונסולידנט, אצטון וכלים לבחירתכם. פרש יותר ספוגיות ו/או קיסמים ממה שסביר להניח שנדרש (ראה טבלת חומרים לדוגמאות).
- קבע את גודל התחבושת הדרושה: זה צריך להיות באורך התפר בין שני שברים ורוחב 0.5-2.0 ס"מ.
- קרע את הנייר, במקום לחתוך אותו, לגודל הדרוש. מרסקים את הקצוות על ידי משיכה עדינה של הסיבים. בדוק את התאמת הנייר לפני שתמשיך.
- מרחו שכבת דבק על אזור המטרה על המאובן.
זהירות: דבק המכיל אצטון או אתנול הוא דליק; הרחק מלהבות. זה עלול לגרום לגירוי בדרכי הנשימה; השתמש באזור מאוורר היטב. זה עלול גם לגרות את העיניים ו/או העור; הימנע ממגע והשתמש בציוד מגן אישי. - מרחו את הנייר על הדבק. החזיקו אותו במקומו בחוזקה, ועודדו את הדבק לעבוד לתוך מרקם המאובן. אם החלל קטן מדי לשימוש באצבעות, החזיקו את הנייר במקומו באמצעות כלי כמו קיסם, שיפוד במבוק או פינצטה (איור 2B).
- השתמשו בקיסם, במקלון ספוג באצטון או במברשת ספוגה באצטון כדי לעבד את הסיבים סביב קצוות הנייר לתוך המרקם של המאובן (איור 2C).
- להרוות את הנייר בחומר קונסולידנט במידת האפשר; בדרך כלל, טיפה אחת או שתיים לסמ"ר יספיקו. הניחו לתחבושות להתייבש לפני הזזת הדגימה או מריחת שכבות נוספות.
זהירות: חומר קונסולידינג המכיל אצטון או אתנול הוא דליק; הרחק מלהבות. זה עלול לגרום לגירוי בדרכי הנשימה; השתמש באזור מאוורר היטב. זה עלול גם לגרות את העיניים ו/או העור; הימנע ממגע והשתמש בציוד מגן אישי.
איור 2: הדגמה של יישום תחבושת פנימית בעצם הירך הממותה. (A) איור של הנחת תחבושת פנימית על עצם טרבקולרית. (B) שימוש בפינצטה כדי להניח נייר קוזו עבה על קו דבק. (C) שימוש במקלון צמר גפן ספוג באצטון כדי להחליק את סיבי הנייר לתוך העצם הטרבקולרית. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
2. תחבושות חיצוניות (פונות)
הערה: שיטה זו מחזקת תפרים ואטמים בקצוות מתפוררים של חומר שביר (איור 3A). התיקון עשוי להיות גלוי.
- בחר את נייר הקוזו הטוב ביותר עבור היישום.
הערה: נייר עבה (30-50 גר' למ"ר) יוסיף את החוזק הרב ביותר לשטחים גדולים. נייר דק (≤15 גר' למ"ר) הוא הטוב ביותר לחללים צרים. - סדרו את הכלים: נייר, פינצטה, דבק, קונסולידנט, אצטון וכלים לבחירתכם. פרש יותר ספוגיות ו/או קיסמים ממה שסביר להניח שנדרש (ראה טבלת חומרים לדוגמאות).
- קבע את גודל התחבושת הדרושה: זה צריך להיות באורך התפר בין שני שברים ורוחב 0.25-1.0 ס"מ.
- קרע את הנייר, במקום לחתוך אותו, לגודל הדרוש. מרסקים את הקצוות על ידי משיכה עדינה של הסיבים. בדוק את התאמת הנייר לפני שתמשיך.
- מרחו שכבה רחבה ודקה של דבק על אזור המטרה על המאובן.
- הניחו את הנייר בפינצטה (איור 3B).
הערה: הנייר יהיה ניתן לעבודה למשך 1-2 דקות. - השתמשו בקיסם, במקלון ספוג באצטון או במברשת ספוגה באצטון כדי ללחוץ בעדינות את הנייר לתוך קווי המתאר של הדגימה ולהחליק את הסיבים בקצוות הנייר (איור 3C). אם כלי מתחיל להיצמד לחומרים, הניחו אותו בצד והתחילו להשתמש בכלי חדש.
- הסר בועות אוויר כשהן נוצרות על ידי שימוש בצד של קיסם כדי להזיז אותן לכיוון קצוות התחבושת.
- לאחר שהנייר נמצא במקומו, הרווי אותו בקונסולידנט; בדרך כלל, טיפה אחת או שתיים לסמ"ר יספיקו. הניחו לו להתייבש לפני הזזת הדגימה.
איור 3: הדגמה של יישום תחבושת חיצונית על חוליה ענקית. (A) איור של מיקום תחבושת חיצונית על עצם קליפת המוח. (B) שימוש בפינצטה כדי להניח נייר קוזו דק על כתם דבק. (C) שימוש בקיסם עץ כדי ללחוץ את הנייר לתוך קווי המתאר של עצם קליפת המוח. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
3. מדבקות
הערה: שיטה זו מכסה סדקים ורווחים קטנים בחלק החיצוני של המאובן. שקול להטביע את התיקון במקום לגרום לו להתיישר עם פני השטח, כך שאזורים טלאים נראים בבירור בכל תבניות/יציקות עתידיות (איור 4A).
- סדרו את הכלים: נייר, פינצטה, דבק, קונסולידנט, אצטון וכלים לבחירתכם. פרש יותר ספוגיות ו/או קיסמים ממה שסביר להניח שנדרש (ראה טבלת חומרים לדוגמאות).
- בחר נייר קוזו עבה (30-50 גרם) ליישום זה. קרעו את הנייר, במקום לחתוך אותו, לצורה הכללית של הפער, רק מעט גדול יותר (איור 4B). מרסקים את הקצוות על ידי משיכה עדינה של הסיבים. בדוק את התאמת הנייר לפני שתמשיך.
- מרחו דבק על השפה הפנימית של הפער על הדגימה.
- מניחים את הנייר בפינצטה.
הערה: הנייר יהיה ניתן לעבודה למשך 1-2 דקות. - השתמש בפינצטה או בקיסם כדי לדחוף בעדינות את הנייר לתוך הרווח, כך שקצוות הנייר ייתפסו בדבק (איור 4C). החלק את הסיבים כלפי חוץ בעזרת קיסם, ספוגית ספוגה באצטון או מברשת ספוגה באצטון. אם כלי מתחיל להיצמד לחומרים, הניחו אותו בצד והתחילו להשתמש בכלי חדש.
- לאחר שהנייר נמצא במקומו, הרווי אותו בקונסולידנט; בדרך כלל, 1 עד 2 טיפות לסמ"ר יספיקו. הניחו לו להתייבש לפני הזזת הדגימה.
- לאחר שהקומפוזיט יבש, הוסף שכבות נוספות במידת הצורך.
איור 4: הדגמה של יישום תיקון על חוליה ענקית. (א) איור של מיקום התיקון מתחת למישור פני השטח החיצוני. (B) בדיקת גודל מדבקת נייר הקוזו מול האזור שדורש תיקון. (C) שימוש בפינצטה כדי להטביע את הכתם על ידי לחיצה עליו מתחת לפני השטח החיצוניים של המאובן. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
4. הכנת תחנת עבודה לבניית תמוכות ותמוכות
- בחר שקית פוליאתילן בגודל הרצוי.
- בחר חומר ליצירת מגש, כגון עץ, קצף פוליאתילן או פלסטיק גלי. חותכים את החומר לגודל שיתאים לשקית הפוליאתילן.
- הכנס את המגש לשקית ואטום אותו. משכו צד אחד של השקית בחוזקה והדביקו אותו לחלק התחתון של המגש כדי ליצור משטח עליון מתוח (איור 5).
איור 5: סביבת עבודה טיפוסית. (A) צנצנת עם קיסמים וצמר גפן. (B) בקבוק אצטון מפוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE). (C) בקבוק דבק HDPE. (ד) בקבוק HDPE של קונסולידנט. גומיות משפרות את האחיזה בעת פתיחת הבקבוק. (ה) פינצטה משובחת. (F) נייר קוזו עבה. (ז) שקית בד מלאה בחול למיקום דגימות. (ח) מספריים. (I) עמדת עבודה העשויה מקצף פוליאתילן בתוך שקית פוליאתילן. (J) שיפוד במבוק. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
5. ביצוע שימס
הערה: ניתן ליצור Shims מבעוד מועד כך שהם מוכנים לשימוש בעת הצורך (איור 6A). אחסן אותם בכלי קשיח כדי לשמור על צורתם.
- בחר נייר קוזו עבה (30-50 גרם) ליישום זה. קרעו נייר קוזו, במקום לחתוך אותו, לחתיכות בגודל 1 ס"מ על 2 ס"מ.
- סדר את הכלים: תחנת עבודה, נייר, קיסמים, דבק, קונסולידנט, אצטון (ראה טבלת חומרים לדוגמאות). ראה שלבים 4.1 עד 4.3 לקבלת הוראות ליצירת תחנת עבודה.
- עטפו פיסת נייר בחוזקה סביב קיסם חדש ונקי (איור 6B). החלק את הצינור שנוצר מהקיסם והנח אותו על תחנת העבודה.
- יש להרוות את צינורות הנייר בחומר קונסוליד, 2 או 3 טיפות לכל שיים, ולאפשר להם להתייבש.
איור 6: יצירת Shim. (א) שימסים שנועדו לשימוש עתידי. (B) גלגול נייר קוזו עבה סביב קיסם כדי ליצור שיים. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
6. הכנת תמוכות אקריליות
הערה: ניתן ליצור תמוכות אקריליות מבעוד מועד כך שיהיו מוכנות לשימוש בעת הצורך.
- קבע את הגודל הדרוש.
- אם יוצרים תמוכות לכל מטרה מבעוד מועד, הכינו מגוון תמוכות ברוחב 1 ס"מ ואורך 3-5 ס"מ.
- אם אתה יוצר תמוכה עבור דגימה מסוימת, מדוד את גובה החלל שבו תוצב הבולם (ראה שלב 8.1 לפרטים על מיקום היתמוכים). הפחיתו 0.5 ס"מ ממדידה זו כדי לקבוע את האורך הדרוש. בחר רוחב של 1-2 ס"מ, רחב ככל שניתן לתמרן בקלות למקומו.
- חותכים את האקריליק לגודל הדרוש (איור 7A). אם משתמשים באקריליק גיליון, חותכים בעזרת מסור. אם משתמשים במוטות אקריליק, קלעו עם קובץ מתכת ואז הצמדו.
זהירות: אקריליק יישבר בצורה קונכואידית כאשר הוא נחתך או נשבר. יש ללבוש מגן עיניים ולשייף קצוות חדים כדי למנוע פציעה. - סדר את הכלים: עמדת עבודה, נייר, חיתוך אקרילי לגודל, דבק, קונסולידנט, אצטון (ראה טבלת חומרים לדוגמא). ראה שלבים 4.1 עד 4.3 לקבלת הוראות ליצירת תחנת עבודה.
- קרעו נייר קוזו עבה (30-50 גרם), במקום לחתוך אותו, למלבן גדול מספיק כדי לעטוף את התמוכה תוך השארת קצבה של 1-2 ס"מ בכל קצה (איור 7B).
- מרחו שכבה רחבה ודקה של דבק על צד אחד של הנייר. עטפו אותו סביב התמוכה והחזיקו אותו בחוזקה במקומו. ודא שהנייר נצמד לעצמו.
- הנח את התמוכה על תחנת העבודה, תפר כלפי מטה. יש להרוות את הנייר בחומר אחיד, 3 או 4 טיפות לס"מ ליניארי, ולאפשר לו להתייבש.
- השתמש במספריים כדי לחתוך את קצות העטיפה המרוכבת ל"דשי קופסה" (איור 7C).
- התלקח החוצה מהדשים. מרחו דבק הן על הקצה החשוף של התמוכה האקרילית והן על הדשים המרוכבים.
- מרחו נייר קוזו דק (≤ 15 גר' למ"ר) על הקצה, כסו את האקריליק החשוף והחזיקו את צורת ההתלקחות. ודא שהאקריליק עטוף במלואו בחומר המרוכב (איור 7D).
איור 7: יצירת תמוכות אקריליות. (A) חיתוך יריעה אקרילית לחלקים. (B) קטע של אקריליק עם כמות הקוזו העבה שנדרשת כדי לעטוף אותו. (ג) הקצבה בקצה התמוכה נחתכת ל"דשי קופסה" ואז מתרחבת החוצה. (D) נייר קוזו דק המחובר לדשי האקריליק והקופסה החשופים עם דבק. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
7. התקנת shims (מילוי פערים)
הערה: שיטה זו ממלאת פערים גדולים בפנים / בחוץ של המאובן. שקול להטביע את התיקון במקום לגרום לו להתיישר עם פני השטח, כך שהתיקון נראה בבירור בכל העתקים עתידיים (איור 8A).
- סדרו את הכלים: נייר, שימס, פינצטה, דבק, קונסולידנט, אצטון וכלים לבחירתכם. פרש יותר ספוגיות ו/או קיסמים ממה שסביר להניח שנדרש (ראה טבלת חומרים לדוגמאות). ראה שלבים 5.1 עד 5.4 לקבלת הוראות ליצירת shims.
- צור בסיס לחומר מילוי (איור 8B) על ידי מריחת תחבושת פנימית (ראה שלבים 1.1 עד 1.8) או תיקון (ראה שלבים 3.1 עד 3.7). הניחו לו להתייבש.
- צור מבנה "חלת דבש" עם shims.
- חותכים כל שקע כך שיתאים לרווח אך לא מעבר לפני השטח של המאובן.
- הנח כל shim אחד בכל פעם. מרחו דבק על קצה אחד של ה-shim והניחו אותו בפינצטה (איור 8C).
- הוסף דבק לחלת הדבש, וודא שחלק מהדבק נספג בפנים החלולים של השימס (איור 8D). הניחו לדבק להתייבש.
- מכסים את חלת הדבש בתחבושת חיצונית "שלבקת חוגרת".
- השתמש בתחבושות קצרות כדי לכסות חלק אחד בכל פעם. השאירו רווח בין כל תחבושת; השכבה הבאה תהיה מקוזזת (כמו רעפי קירוי) כדי להוסיף חוזק לתיקון (איור 8E).
- ברגע שקבוצת התחבושות הראשונה יבשה, כסו את הרווחים ביניהן בסט תחבושות שני, חופפות את הקצוות (איור 8F).
- החל שכבות תחבושת נוספות עד שמילוי הפער אטום (איור 8G).
איור 8: הדגמה של מילוי פער בעצם ירך ענקית. (A) איור של מיקום מילוי פערים. שימו לב למיקום התחבושת המתחלף והאופסט על המשטח החיצוני של התיקון. (B) טלאי שקוע שמונח בתוך רווח. (C) שימס מונח בניצב למדבקה עם דבק. (ד) דבק המונח על השקעים למילוי החללים. (E) קוזו עבה שנמרח על שכבת ה-shim. מיקום לסירוגין מוסיף כוח. (F) קוזו עבה שמכסה את הרווחים בשכבה שמתחתיו. (ז) מילוי רווח שהושלם לאחר ייבוש 24 שעות. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
8. התקנת תמוכות אקריליות
הערה: תחילה קבע אם יש צורך במסייע. תמרון דגימות גדולות עשוי לדרוש שני מכינים או יותר.
- זהה את המיקום האידיאלי עבור תמוכה. בחר מיקום נושא משקל שבו כל קצה של התמוכה יכול להיצמד לדגימה.
הערה: דגימות מסוימות עשויות לדרוש תמוכות מרובות. - סדרו את הכלים: נייר, תמוכות, פינצטה, דבק, קונסולידנט, אצטון וכלים לבחירתכם. פרש יותר ספוגיות ו/או קיסמים ממה שסביר להניח שנדרש (ראה טבלת חומרים לדוגמאות). ראה שלבים 6.1 עד 6.9 לקבלת הוראות להכנת תמוכות.
- מרחו דבק על המיקום הנבחר. הניחו את התמוכה, ולאחר מכן השתמשו בקיסם, ספוגית ספוגה באצטון, או במברשת ספוגה באצטון כדי ללחוץ את הקצוות המתרחבים אל פני המאובן. אם כלי מתחיל להיצמד לחומרים, הניחו אותו בצד והתחילו להשתמש בכלי חדש. מרחו דבק נוסף על בסיס התמוכה והניחו לו להתייבש לפחות כמה שעות לפני שתמשיכו (איור 9A).
- בדוק את הבולם כדי לוודא שהוא יציב במקומו. מרחו דבק על הקצה החופשי של התמוכה.
- שים את שבר המאובן הבא במקומו, ועבוד עם עוזר במידת הצורך. הוסף שקי חול או גושי קצף לפי הצורך כדי להחזיק אותו במקומו (איור 9B).
- לאחר שהתמוכה והשברים החדשים יציבים, השתמשו בקיסם, במקלון ספוג באצטון או במכחול ספוג באצטון כדי ללחוץ את הקצה המתרחב של התמוכה לתוך פני המאובן. אם כלי מתחיל להיצמד לחומרים, הניחו אותו בצד והתחילו להשתמש בכלי חדש.
- מרחו תחבושות פנימיות או חיצוניות לפי הצורך כדי להבטיח שכל קצה של התמוכה נמצא במגע מלא עם הדגימה. מרחו תחבושות פנימיות או חיצוניות לפי הצורך כדי לייצב את השברים החדשים שהוצבו. הניחו לתמוכות ולתחבושות להתייבש לפחות 24 שעות לפני הסרת התומכים הזמניים (איור 9C) או הזזת הדגימה.
איור 9: הדגמה של התקנת תמוכות אקריליות בעצם הזרוע של ממותה. (A) תמוכה שממוקמת בתוך אזור של עצם טרבקולרית חסרה. הדבק התייבש במשך 24 שעות לפני שהמשיך לשלב הבא. (ב) דבק הונח על התמוכה, וקטע חדש של עצם הונח במקומו. גושי קצף תומכים במבנה בזמן שהדבק מתייצב, ותחבושות חיצוניות נוספו לאורך התפרים. (C) תומכי הקצף הוסרו לאחר מספר ימים. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
9. הכנת מברשת כתמים
הערה: מברשת הכתמים היא כלי אופציונלי, שחלק מהמכינים מעדיפים להשתמש בו בעת מריחת תחבושות.
- בחר מכחול צר עם זיפים רכים.
- סדרו את הכלים: מכחול, מספריים, נייר דבק (ראו טבלת חומרים לדוגמאות).
- חתוך את הזיפים לאורך של 5-10 מ"מ (איור 10A).
- כסו את כל קצוות המתכת בנייר דבק כדי למנוע נזק מקרי לדגימות (איור 10B).
- השתמש במברשת במהלך מריחת התחבושת (ראה שלבים 1.1-1.8 ו-2.1-2.9). לאחר מריחת נייר קוזו על הדבק, טובלים את זיפי המברשת באצטון. השתמשו בתנועות טפיחה קלות כדי ללחוץ את הנייר לתוך פני השטח של המאובן (איור 10C).
איור 10: יצירת מברשת Stipple. (A) זיפי מכחול וזוג מספריים משרדיים טיפוסיים. (B) סרט מיסוך מכסה את החלק המתכתי של המברשת. (C) הדגמה באמצעות המברשת בתנועות טפיחה כדי ללחוץ נייר קוזו לתוך דבק על אגן ממותה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
10. רצועות ייצוב זמניות
הערה: שיטה זו מיועדת ליצירת רצועות זמניות, שיכולות להחזיק שתי דגימות יחד או למנוע תנועה של חלקים רופפים במהלך ההכנה, הטיפול או ההובלה.
- סדרו את הכלים: נייר, תחנת עבודה, דבק, קונסולידנט, אצטון וכלים לבחירתכם. פרש יותר ספוגיות ו/או קיסמים ממה שסביר להניח שנדרש (ראה טבלת חומרים לדוגמאות). ראה שלבים 4.1-4.3 לקבלת הוראות להכנת תחנת עבודה.
- בחר שני אזורים בדגימה שישמשו כנקודות עיגון שבהן תתחבר רצועת ההובלה.
- מדוד את המרחק בין שתי נקודות העיגון. הכפל את המרחק ב-2 כדי לחשב את אורך הרצועה.
- קרעו נייר קוזו עבה (30-50 גרם), במקום לחתוך אותו, לרצועה באורך המחושב בשלב 10.3 ורוחב של כ-1-2 ס"מ. מרסקים את הקצוות על ידי משיכה עדינה של הסיבים.
- סובבו את אמצע הרצועה למבנה דמוי חבל, והשאירו עוגן שטוח בכל קצה (איור 11A). הנח את הרצועה על תחנת העבודה, החל חומר אחיד על החלק המעוות, 1-2 טיפות לס"מ ליניארי. הניחו לרצועה להתייבש.
- מרחו דבק על עוגן אחד, לחצו אותו לאחת מנקודות העיגון והחזיקו אותו במקומו למשך דקה אחת לפחות. הניחו לרצועה להתייבש למשך שעה אחת לפחות.
- מרחו דבק על העוגן החופשי, משכו את הרצועה בחוזקה, לחצו את העוגן לתוך נקודת העיגון והחזיקו במקומו למשך דקה אחת לפחות. הניחו לרצועה להתייבש לפחות שעה אחת (איור 11B).
- החל רצועות נוספות לפי הצורך, וודא שהחלק המחובר באופן זמני מאובטח (איור 11C).
איור 11: הדגמת יישום רצועת הובלה על עצם הזרוע של ממותה. (A) פיתול קוזו עבה לתוך רצועת הובלה. (ב) רצועת הובלה במקום. (C) רצועות הובלה ארוכות יותר יכולות לעטוף דגימות במידת הצורך. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
11. אריזת דגימות להובלה וסריקת CT
- קבע את הצורה הפשוטה ביותר להכיל את הדגימה (איור 12A). שבירה מתרחשת כאשר הלחצים מפוזרים בצורה לא אחידה, לכן בחר צורה עם כמה שפחות מישורים וקודקודים. אם הדגימה תמוקם אנכית, השתמש בקצף בצפיפות הגבוהה ביותר הקיימת ב"תחתית" הדגימה כדי להפחית את התנועה במהלך ההדמיה.
- מסדרים את הכלים: בלוקים ויריעות קצף פוליאתילן, ניילון מתיחה מפוליאתילן, סרט נייר נמוך ("סרט צייר"), לוח עץ (ראה טבלת חומרים לדוגמאות).
- השתמש בקצף פוליאתילן בצפיפות גבוהה, תאים סגורים, למילוי חללים, חללים ואזורים קעורים. חותכים גושי קצף לגודל ולאחר מכן קושרים אותם למקומם בעזרת ניילון מתיחה מפוליאתילן ו/או סרט צייר. בנה שכבות לפי הצורך (איור 12B). אין להניח שכבות מרובות ורופפות על "התחתית"; שכבה אחת של קצף צפוף תפחית את התנועה במהלך ההדמיה.
- לאחר שהצורה הכללית דומה לצורה שנבחרה בשלב 11.1, עטפו את הדגימה בחוזקה בשכבות של קצף יריעות, וזכרו להימנע מבניית שכבות ב"תחתית". השתמש בניילון מתיחה ו/או סרט כדי להחזיק כל שכבה במקומה (איור 12C).
- כתוב מידע חשוב, כגון "זה נגמר", על גבי קלטת באזורים גלויים מאוד. עטפו את הדגימה בחוזקה בשכבה אחרונה של עטיפת מתיחה (איור 12D).
- צור בסיס עץ על ידי חיתוך לוח לגודל. הדביקו קצף גיליון ללוח. שמור את הדגימה קשורה ללוח עם ניילון מתיחה במהלך ההובלה (איור 12E).
איור 12: הדגמת אריזת הובלה עם עצם זרוע ענקית. (A) דוגמאות להפחתת מישורים וקודקודים של דגימה. ניתן לצמצם עצם גפה לצורת גליל. ניתן לצמצם לסת תחתונה לצורת פירמידה שונה. (B) מילוי שקעים עם גושי קצף בצפיפות גבוהה חתוכים לגודל וקשורים למקומם בניילון מתיחה. (ג) עוטפים היטב את הדגימה בקצף יריעות. (ד) שלוש שכבות של עטיפת מתיחה המאבטחות את החבילה. (ה) השארת הדגימה קשורה לקרש שמרה על יציבות הדגימה והקלה על נשיאתה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
12. הסרת נייר-שרף מרוכב
- סדרו את הכלים: כדורי צמר גפן, צמר גפן, פינצטה ואצטון (ראו טבלת חומרים לדוגמאות).
- משרים צמר גפן באצטון. גע בכדור הצמר גפן בתיקון מרוכב שרף נייר והחזק אותו במקומו למשך 2-3 דקות (איור 13A).
אזהרה: חשיפה חוזרת או ממושכת לאצטון עלולה לפגוע בעור. שקול להשתמש בציוד מגן אישי. - התחל להזיז את כדור הצמר גפן בתנועות סיבוב עדינות, ועודד את האצטון לתוך הקומפוזיט. הרם את כדור הצמר גפן מעת לעת ובדוק אם הקומפוזיט התרכך.
- כאשר הקומפוזיט מתרכך, התחל להחליק את כדור הצמר גפן מקצוות התיקון לכיוון המרכז עד שהוא מתחיל להתרומם (איור 13B).
- כשהקצוות מתחילים להתרומם, השרו צמר גפן באצטון והמשיכו להחליק כדי להרים את הקומפוזיט הרחק מהמאובן. יש למרוח מחדש אצטון לפי הצורך כדי לשמור על הקומפוזיט רך (איור 13C).
- המרוכב צריך להיפרד בצורה נקייה מהמאובן (איור 13D). אם חומר מאובן מתחיל להעלות את החומר המרוכב, יש למרוח אצטון נוסף.
- לאחר הסרת הקומפוזיט, יש להשרות ספוגית טרייה באצטון כדי להסיר שאריות. אין למרוט את הסיבים שנותרו; המשיכו לספוג בעדינות עד להסרתם.
- הניחו לאזור להתייבש לפני הזזת הדגימה או החלת תיקון חדש.
איור 13: הדגמת הסרה מרוכבת של שרף נייר מאגן ממותה. (A) החזקת צמר גפן ספוג אצטון על הקומפוזיט שנבחר להסרה. (ב) החלקת הקצוות של הקומפוזיט כדי לבדוק אם הוא השתחרר. (C) החלקת שולי הקומפוזיט עם צמר גפן ספוג אצטון כדי לעודד אותו להתרומם. (ד) הקומפוזיט הוסר מהדגימה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
תוצאות
הפרוטוקולים שתוארו לעיל יושמו על דגימה WACO 1000 תוך שימוש בתמיסה של 1:4 של B-72 באצטון כחומר מאחד, תמיסה של 1:1 של B-72 באצטון כדבק26, נייר של 9 GSM כ"קוזו דק" ונייר 41 GSM כ"קוזו עבה". נקודות המגע חוזקו בתחבושות פנימיות וחיצוניות כאחד. חללים בעצם קליפת המוח מולאו בשילוב של תחבושות ושקעים, ויצרו נקודות מגע נוספות בין השברים.
כדי למנוע את התמוטטות הדיאפיזה הותקנה תמוכה במרכז החלל. השברים לא התיישרו בקטע אחד בשל תהליכים טפונומיים שעיוותו את העצם; תמוכה שנייה הבטיחה שעצם קליפת המוח תשמור על מיקומה משני צידי הפער שנוצר. התמוכות נחתכו מיריעת "זכוכית" אקרילית שנותרה מבניית תערוכה במוזיאון. עטיפת התמוכות בקומפוזיט אפשרה לתמוכות לשמור על מיקומן בתוך הדגימה וגם הגנה על הדגימה מכל קצוות חדים שבהם נחתך האקריליק.
לאחר השחזור, הדגימה הצליחה לעמוד בטיפול ובכיוון אנכי ללא נזק (איור 14A). כדי לארוז את הדגימה להובלה, צוות המוזיאון בחר חומרים על סמך המרחק שהדגימה תעבור וכמות הטיפול הנדרשת כדי למקם את הדגימה. הצוות בדק את הדגימה לפני ואחרי כל מסע מחקר כדי לעקוב אחריה לאיתור נזק שנגרם במהלך ההובלה.
הדגימה צולמה במרפאה הווטרינרית של גן החיות קמרון פארק (CPZ) בווייקו, טקסס, באמצעות מחולל רנטגן נייד ומערכת רדיוגרפיה דיגיטלית ישירה. כדי להתכונן להובלה קצרה (3.7 ק"מ), הדגימה נעטפה בשקית פוליאתילן ולאחר מכן נקשרה ללוח עץ עם ניילון מתיחה מפוליאתילן. לאחר שהדגימה הגיעה למתקן, היא הוצאה מלוח העץ, הוצאה מהשקית ולאחר מכן הונחה אופקית על לוח גלאי רדיוגרפיה דיגיטלי אלחוטי. קצף פוליאתילן וסרט נייר נמוך תמכו במיקום הדגימה במהלך ההדמיה (איור 14B). התמונות נרכשו ב-75 קילו וולט ו-3.0 mA. שבר קטן (< 1 ס"ממ"ר) שבר את הדגימה במהלך הובלה חזרה. השבר חובר מחדש וחוזק בתחבושת חיצונית לאחר שהדגימה הוחזרה למוזיאון.
הדגימה צולמה לאחר מכן במתקן הטומוגרפיה הממוחשבת של קרני רנטגן ברזולוציה גבוהה של אוניברסיטת טקסס (מעבדת UTCT) באוסטין, טקסס, באמצעות סורק וגלאי שטוח. כדי להתכונן להובלה ארוכה יותר (162.5 ק"מ), הונחו רצועות הובלה משרף נייר על חלק אחד של הדגימה שנזקק לתמיכה נוספת. חללים ושקעים מולאו בגושי קצף פוליאתילן, שנחתכו לצורה והוחזקו במקומם בניילון מתיחה מפוליאתילן. לאחר מכן כוסה הדגימה בשכבות של יריעות קצף פוליאתילן שהוחזקו במקומן בניילון נמתח וסרט נייר נמוך. עטיפת מתיחה שמרה על הדגימה קשורה ללוח עץ במהלך ההובלה. ברגע שהדגימה הגיעה למתקן, היא הוסרה מהלוח. תוך שמירה על הדגימה עטופה, היא הוצבה אנכית בתוך גליל אקרילי (איור 14C) ויוצבה עם קצף שרף פנולי ("קצף פרחים"). נלקחו ארבע סריקות נפח (225 קילו וולט, 0.31 mA, מסנן מקדים של לוחית פליז) עם מרחק מקור-אובייקט של 611.27 מ"מ ומרחק גלאי מקור של 899.209 מ"מ. גודל הווקסל היה 136.0 מיקרומטר, ובסך הכל יוצרו 6025 פרוסות. הדגימה נשארה אנכית כמעט 25 שעות לפני שהוחזרה למצב אופקי. במהלך הטיול השני הזה, הדגימה לא סבלה מנזק מהובלה, הדמיה או פריקת עטיפה בחזרה.
בצילומי רנטגן רגילים מ-CPZ, רוב התיקונים המרוכבים אינם נראים לעין. באזורים מסוימים עם שכבות מרובות של הפרדות צבע יש קווי מתאר גלויים. החלקים האקריליים של התמוכות נראים לעין אך שקופים, ולא הופקו ממצאים נוספים (איור 14D). בתמונות הטומוגרפיה הממוחשבת מ-UTCT, המרוכב נראה כצל קלוש. החלק האקרילי של התמוכות הוא אפור אחיד, התורם לסגמנטציה דיגיטלית במידת הצורך (איור 14E).
איור 14: תוצאות הכנה והדמיה של דגימה WACO 1000. (א) הדגימה לאחר שחזור. מקטעים חסרים מסומנים באפור. (B) WACO 1000 בעמדה לצילום רנטגן בגן החיות של קמרון פארק. (C) WACO 1000 בעמדה לסריקת CT ב-UT Austin. (D) תמונת רנטגן של האזור שמתואר בכחול באיור 14A. (E) תמונת CT של האזור המסומן בקו מקווקו אדום באיור 14A. תמוכות אקריליות מסומנות בחצים צהובים, תחבושות מסומנות בחצים ירוקים, שימסים מסומנים בחצים סגולים, וקצף פוליאתילן מסומן בחץ ורוד. ניתן לראות את פרוסת ה-CT הזו ללא חיצים באיור 15. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
התקשות אלומה מסוימת התרחשה בקטעים צפופים יותר של הדגימה, בהתאם לחומר מאובן אחר14. עם זאת, לא התרחשה התקשות אלומה באקריליק, ואף אחד מהחומר האקרילי או המרוכב לא יצר פס או חפצי התפרצות כוכבים (איור 15).
איור 15: פרוסת CT רוחבית של דגימה WACO 1000. ניתן לראות תמונה זו עם סימונים באיור 14. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
נספח 1: פירוט המצגות במפגשים השנתיים של האגודה לפליאונטולוגיה של בעלי חוליות, 2022 עד 2024. המצגות כוללות גם פוסטרים וגם שיחות. המידע נאסף מהתקצירים, והמחברים יצרו קשר להבהרות לפי הצורך. כאשר מצגת כללה מאובנים מתקופות מרובות, המצגת סווגה לפי הדגימה העתיקה ביותר שנסרקה. כאשר יותר ממצגת אחת השתמשה באותה סריקה, רק מצגת אחת נכללה במערך הנתונים. אף מאובן קנוזואיקון לא נשלל בשיטות אלה. ההערות כוללות פרטים מהמחברים שיצרו איתם קשר ו/או פרטים על דגימות הכלולות במצגת. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.
דיון
"שיטת מייבורן" היא חבילה של טכניקות המשתמשות בחומרים מרוכבים של נייר-שרף כדי לשחזר ולתמוך בדגימות מאובנים. טכניקות אלה, שפותחו על ידי חוקרי המונומנט הלאומי של Waco Mammoth במתחם מוזיאון מייבורן (וייקו, טקסס), התפתחו מאלה ששימשו בשני מוסדות מחקר רבעוניים אחרים, בורות הזפת והמוזיאון La Brea (לוס אנג'לס, קליפורניה)28,29, ואתר הממותות (הוט ספרינגס, דקוטה הדרומית)27. למרות ששיטות אלה פותחו כדי להתמודד עם האתגרים הייחודיים של עבודה עם מאובנים רבעוניים, הן צריכות להתאים לרוב החומר המאובן של בעלי חוליות.
שיטות אלה נבדקו על דגימות של ממותה קולומביאנית (Mammuthus columbi) מהאנדרטה הלאומית של Waco Mammoth (WMNM), השוכנת במתחם מוזיאון מייבורן (MMC) של אוניברסיטת ביילור, שניהם בווייקו, טקסס, ארה"ב. מאובני WMNM הופקדו ≥50,000 שנה לפני31 השנים הנוכחיות, והפרמינרליזציה של החומר היא מינימלית. שברי דגימה נשברים לעתים קרובות ו/או מתפוררים בעת הטיפול, והזזת דגימות משוחזרות עלולה לגרום להתמוטטות או פיצול. בין השנים 2016 ל-2021, המכינים השתמשו בתרכובת גבס ("שפכטל מים") כדי לייצב דגימות כאשר B-72 לבדו לא היה מספיק.
שירות הפארקים הלאומיים ממליץ להשתמש בחומרים שאינם משחררים גזים או נוזלים הגורמים להידרדרות21. כדי להתאים טוב יותר להמלצות אלה, נהלי ההפעלה הסטנדרטיים של WMNM עודכנו בשנת 2021 כדי לחייב שימוש בשיטות הפיכות ובחומרים ארכיוניים. מנדט זה ביטל את השימוש בתרכובות גבס אך גם מנע חלופות כגון שפכטל אפוקסי וציאנואקרילטים. שימור דגימות WMNM היה צריך לטפל בחששות היציבות תוך הקפדה על הנחיות מוסדיות, ולכן חוקרי WMNM החלו לחפש חלופה הפיכה בקלות לתרכובות גבס.
עצם הזרוע הימנית של ממותה (WACO 1000) נבחרה הן לצילום רנטגן והן להדמיית CT כדי לתעד פתולוגיה שכללה אובדן נפח גדול של עצם טרבקולרית בדיאפיזה. כתוצאה מהפתולוגיה, האפיפיזה הדיסטלית הייתה כבדה במידה ניכרת מהדיאפיזה החלולה, עם מעט נקודות מגע בין שני החלקים. שני תיקונים מוקדמים, שהשתמשו רק ב-B-72 באצטון כחומר מאחד ודבק, נכשלו כאשר הדגימה הועברה. בשתי הפעמים, הדבק השתחרר מנקודות המגע בין המקטעים, וכתוצאה מכך האפיפיזה הדיסטלית מתנתקת מהדיאפיזה וגורמת לשחיקה נוספת של עצם קליפת המוח. לאור הניתוחים המתוכננים לדגימה, החיפוש אחר מייצב חלופי כלל כעת את הקריטריון שהחומר/ים החדשים לא יפריעו לרדיוגרפיה. בסופו של דבר, החוקרים בחרו בחומרים מרוכבים משרף נייר ותומכים אקריליים לשחזור הדגימה.
השימוש בחומרים מרוכבים אלה לשחזור מספק מספר יתרונות על פני שיטות קונבנציונליות אחרות. יתרון משמעותי אחד הוא שחומרים מרוכבים אלה הוכחו כקלים להסרה, בניגוד לחומרי מילוי פערים כגון תרכובות גבס ושפכטל אפוקסי. חוקרים הצליחו להשתמש בחומרים מרוכבים במספר תרחישים מאתגרים באוסף WMNM. החומר המרוכב היה חזק מספיק כדי לתמוך בעצם ירך ממותה פרמינרלית עם שברים שחוקים בכבדות (איור 2). ב-9 GSM, תחבושות הקוזו היו עדינות מספיק כדי להיצמד לקווי המתאר של חוליות ארטיודקטיל קטנות ו-4.1 ס"מ של ציפור קרינה ("שדרית"), גם היא מ-WMNM. יתרון נוסף של החומרים המרוכבים הוא שהם אינם מוסיפים באופן משמעותי למשקל הדגימה, מה שמשפר את היציבות, מסייע להובלה ומפחית בלאי עתידי בארונות האחסון.
תוספת תומכי אקריליק פנימיים היא טכניקה חדשה שמצאנו שיפור משמעותי לעומת מבני מתכת קונבנציונליים ו/או תרכובות בצפיפות גבוהה. סוגים אלה של תמיכה נחוצים לעתים קרובות כדי לשמור על דגימות גדולות ותת-מאובנים שלמות 1,19. בעוד שסוג זה של שימור נפוץ במאובנים צעירים יחסית, כגון דגימות רבעוניות 1,3,6, הוא נצפה גם בהקשרים אחרים, כגון מאובני הקרטיקון יוצאי הדופן ממונגוליה25,32. מכיוון שדגימות אלו מועדות לנזק בעת הזזתן, הן עשויות להיחשב שבירות מדי לחקירות הדורשות יותר מטיפול קצר 1,2,32. על ידי ייצוב דגימות שבירות תוך הימנעות מחומרים בצפיפות גבוהה, שיטה זו מרחיבה את הזדמנויות המחקר עבור דגימות שנחשבו בעבר מאתגרות מדי לניתוח רדיולוגי.
ניתן לשלב חומרים מרוכבים משרף נייר לאורך תהליך שימור המאובנים, מיישום בשטח ועד הכנה לתצוגה. ניתן להניח תחבושות בשטח כדי לייצב שברים רופפים, למנוע התמוטטות או לספק מחסום בין הדגימה למעטפת הגבס שלה27. תחבושות יכולות גם להחזיק שברים במקומם בזמן שטיפולים אחרים מיושמים28. צוות WMNM השתמש בהצלחה ברצועות ייצוב כדי לבטא עצם זרוע ענקית, רדיוס ואולנה למצב חיים לתצוגה. המכינים לא דרשו הרבה זמן או מאמץ כדי ללמוד את הטכניקות החדשות, ובעזרת תרגול, חלקם הצליחו ליצור תחבושות כמעט בלתי מורגשות (איור 3C, איור 10C).
מכינים המעוניינים להשתמש בטכניקות אלו צריכים להיות מודעים לכמה מגבלות. ממיסים כגון אצטון ואלכוהולים שונים עלולים לפגוע בביומולקולות בדגימה 27,33,34. אין לחשוף דגימות שעשויות לשמש למחקר מולקולרי (aDNA, חלבונים, שומנים וכו') לממיסים. בנוסף, חומרים מאחדים ודבקים משנים את ההרכב הכימי של דגימה, מה שיכול להשפיע על ניתוח איזוטופי לאחר מכן33,34. מריחת דבקים, חומרי מילוי ותחבושות תשנה את פני השטח של הדגימה, ועלולה לטשטש פרטים מורפולוגיים, איכנולוגיים ו/או טפונומיים18,33. תיעוד יסודי של כל השיטות המשמשות בדגימה הוא השיטה הטובה ביותר לסיוע למחקר פליאונטולוגי עתידי18,35. מכינים עשויים לשקול לציין היכן יושמו חומרים מרוכבים, כך שניתן להימנע מאזורים אלה בעת לקיחת דגימות לניתוחים כלשהם. אין ליישם שיטות אלו על דגימות שעשויות לשמש בניתוחים כימיים, כרונולוגיים או בלאי פני השטח.
חיזוי צרכי מחקר הוא מיומנות חשובה עבור המכין35, אך לא ניתן לחזות כל תרחיש מחקר אפשרי. השיטה הכי פחות פולשנית היא זו שמשאירה את התכונות הקריטיות ביותר של הדגימה ללא שינוי. רשימה מקיפה של כל תרחיש אפשרי להכנת מאובנים לא תהיה מעשית, אך סקירה של תרחישים נפוצים יכולה להיות מאלפת. סיכום של זרימות העבודה הנפוצות ביותר המשמשות במעבדת הכנת המאובנים של WMNM ניתן למצוא באיור 16.
איור 16: יישום מדורג של שיטת מייבורן בשלושה תרחישים נפוצים להכנת מאובנים. עבור כל תרחיש, הטיפולים מוצגים מהפחות פולשניים לפולשניים ביותר. לאחר כל טיפול, על המכינים לבדוק את יציבות הדגימה. אם הדגימה נשארת לא יציבה, עליהם להמשיך לטיפול הבא. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
הבעיות השכיחות ביותר שאנו נתקלים בהן עם הפרוטוקולים החדשים הללו כרוכות בהתאמה של החומרים המרוכבים לקווי המתאר של הדגימה. מצאנו שכאשר פני השטח של דגימה מורכבים, הייתה לנו הצלחה רבה יותר ביישום שכבות מרובות של קוזו דק מאשר שכבה אחת של קוזו עבה. בקשר לכך, נתקלנו לפעמים בבעיות כאשר סיבי נייר לא היו מונחים שטוחים במהלך היישום, וכאשר הקומפוזיט החל להתייבש, ניסיונות להזיז את הסיבים גרמו לחומר להידבק לכלים ולרדת מהדגימה. במקרים אלה, מצאנו שעדיף לאפשר לקומפוזיט להתייבש במלואו ולאחר מכן לגעת בתיקון על ידי מריחת טיפה אחת או שתיים של חומר קונסולידינג על האזור והחלקת הסיבים בעזרת צמר גפן ספוג באצטון.
המחברים ממשיכים להתנסות בחומרים שונים כדי לייצב בצורה הטובה ביותר דגימות גדולות. הפרוטוקולים שתוארו לעיל יושמו בהצלחה על דגימה WACO 1000 תוך שימוש ב-B-72 באצטון כחומר מאחד ודבק, נייר 9 GSM כ"קוזו דק" ונייר 41 GSM כ"קוזו עבה". לאחר שחזור WACO 1000, מכינים של דגימות WMNM עברו להשתמש ב-B-76 עקב בעיות בשרשרת האספקה שהשפיעו על זמינות ה-B-72. המכינים לא הבחינו בהבדלים ניכרים באיכות החומרים המרוכבים המיוצרים עם B-76 ואלה המיוצרים עם B-72 (ראה טבלת חומרים). שילובים אחרים של שרפים ו/או ניירות שונים עשויים לשפר את התוצאות במסגרות מעבדה אחרות. זמן העבודה ישתנה עקב גורמים כמו טמפרטורה, לחות, אוורור וחומרים בהם נעשה שימוש. מכינים צריכים להתנסות בצמיגות שונות של קונסולידנט ודבק כדי להעריך מה עובד הכי טוב בתנאי המעבדה שלהם.
גילויים
המחברים מצהירים שאין קונפליקטים.
תודות
אנו מודים לסטפני פוטז (La Brea Tar Pits and Museum) על ההדרכה בפיתוח גרסה מוקדמת של טכניקות אלה, לג'ף האקבי וג'ים פאו (מתחם מוזיאון מייבורן) על עזרתם בכלים וחומרים, לג'י בריאן הנלי וג'יימס קוסמירצ'יק (גן החיות קמרון פארק) על מומחיותם, לג'סיקה מאיסאנו ודייב אדי (מתקן הטומוגרפיה הממוחשבת ברזולוציה גבוהה של אוניברסיטת טקסס) על ייעוץ ופתרון בעיות, כריס ג'ונטונן (אוניברסיטת טרלטון סטייט) על תחבורה וסיוע, ואוון סרנה ומולי גילאס (המחלקה למדעי הגיאוגרפיה של אוניברסיטת ביילור) על סיוע בטיפול בדגימות. אנו מודים לצוות העורכים ולסוקרים, שהצעותיהם שיפרו את כתב היד הזה. עבודה זו התאפשרה הודות למימון מתוכנית המחקר וההכשרה השיתופית של מענקי מערכת הפארקים הלאומיים (מענק # P21AC10517 ו-P22AC01166), מלגות מחקר של ברייס סי בראון ממוזיאון מייבורן, המחלקה למדעי הגיאוגרפיה באוניברסיטת ביילור, ומלגת זיכרון פרנק קריין מהאגודה הפליאונטולוגית של דאלאס. טומוגרפיה ממוחשבת התאפשרה על ידי מחלקת המכשור והמתקנים של NSF של תוכנית המכשור והמתקנים למדעי כדור הארץ (NSF EAR-1762458) ונאס"א (80NSSC23K0199).
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אצטון | יולין | S-25036 | |
| מוטות אקריליק | בליק | 56929-5114 | אקריליק מוכן מראש שניתן לחתוך לאורך הנדרש. |
| דפי אקריליק | יולין | S-22486 | האפשרות הכי משתלמת מבחינת עלות, אך יש לקצר אותה למידות הנדרשות. |
| שיפודי במבוק | לואוס | 5506242 | שיפודי עץ גם מקובלים. |
| לוח | לואוס | 1368 | |
| שרף תרמופלסטי בוטבר B-76 | טלאס | TCD001005 | לשימוש כקונסולידנטם ו/או דבק. דף נתוני בטיחות: https://www.talasonline.com/images/PDF/MSDS/butvar_b76.pdf?srsltid=AfmBOoqmrD4d3F1OW _W3MovVlSk-xk_EHQrQd 5ZTn6GmZFgS1jDXBgKu |
| כדורי כותנה | יולין | S-16227 | |
| מטליות כותנה | יולין | S-18985 | |
| הגנה על העיניים | יולין | S-7023 | |
| בקבוקי HDPE | פלאובונד | לא ניתנה | רשום כ"בקבוק ריק של 2 אונקיות עם פיה ראש סיכה ומכסה עליון" ב-https://paleobond.com/product/2-oz-empty-bottle-with-pinhead-nozzle-and-overcap/ |
| סרט נייר דל-דפד/סרט צייר | יולין | S-23242 | |
| קבצי מתכת | בליק | 84218-1001 | |
| מכחול | בליק | 06000-0409 | |
| סרט נייר/סרט מסכה | יולין | S-11736 | |
| שרף תרמופלסטי פרלואיד B-72 | טלאס | TFK028003 | לשימוש כקונסולידנטם ו/או דבק. דף נתוני בטיחות: https://www.talasonline.com/images/PDF/MSDS/B-72MSDS.pdf?srsltid=AfmBOor_ssJ1FJBcg rftOZ2zRhMocJDlIRLPqjS WSbkKI51tmpIiCdWQ |
| שקיות פוליאתילן | יולין | S-1713 | |
| בלוקי קצף פוליאתילן | יולין | S-15690 | |
| לוחות קצף פוליאתילן | יולין | S-2963 | |
| ניילון מתיחה פוליאתילן | יולין | S-741 | |
| גומיות | יולין | S-17254 | |
| חול | לואוס | 10392 | |
| שקי חול (ריקים) | יולין | S-14843 | מלא חצי עד שני שלישים בחול ותפור את המקום. |
| מסור | לואוס | 1097900 | כל מסור מורכב או מסור שולחן יספיק. |
| מספריים | יולין | H-6415 | |
| ערכת תפירה | בליק | 73502-1019 | |
| עטיפת מתיחה | יולין | S-741 | |
| קוזו וואשי עבה | טלאס | TPB073404 | יוקיו-שי 41 GSM |
| קוזו וואשי דק | טלאס | TPB094001 | טנגוג'ו 9 GSM |
| קיסמים | בליק | 85915-1025 | |
| פינצטה | יולין | S-25214 |
מקורות
- Larkin, N. R. Literally a 'mammoth task': the conservation, preparation and curation of the West Runton Mammoth skeleton. Quat Int. 228, 233-240 (2010).
- Mallison, H. Digitizing Methods for Paleontology: Applications, Benefits and Limitations. Computational paleontology. , Springer. Berlin. (2011).
- Iurino, D. A., Danti, M., Della Sala, S. W., Sardella, R. Modern techniques for ancient bones: vertebrate paleontology and medical CT analysis. Boll Soc Paleontol Ital. 52 (3), 145-155 (2013).
- Racicot, R. Fossil secrets revealed: X-ray CT scanning and applications in paleontology. Paleontol Soc Pap. 22, 21-38 (2017).
- Ketcham, R. A., Carlson, W. D. Acquisition, optimization and interpretation of X-ray computed tomographic imagery: applications to the geosciences. Comput Geosci. 27, 381-400 (2001).
- Fisher, D. C., et al. X-ray computed tomography of two mammoth calf mummies. J Paleontol. 88 (4), 664-675 (2014).
- Curtin, A. J., MacDowell, A. A., Schaible, E. G., Roth, V. L. Noninvasive histological comparison of bone growth patterns among fossil and extant neonatal elephantids using synchrotron radiation X-ray microtomography. J Vertebr Paleontol. 32 (4), 939-955 (2012).
- Imai, T., Hattori, S., Uesugi, K., Hoshino, M. High-energy synchrotron-radiation-based X-ray microtomography enables non-destructive and micro-scale palaeohistological assessment of macro-scale fossil dinosaur bones. J Synchrotron Radiat. 30, 627-633 (2023).
- Reims, N., Schulp, A., Böhnel, M., Larson, P. An XXL-CT-scan of an XXL Tyrannosaurus rex skull. 19th World Conference on Non-Destructive Testing, Munich, Germany, , https://www.academia.edu/download/81827633/fr2c4.pdf (2016).
- Society of Vertebrate Paleontology. Abstracts of Papers, 82nd Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/2022_svp_program-final/ (2022).
- Society of Vertebrate Paleontology. Abstracts of Papers, 83rd Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/2023_svp_program-final-10032023/ (2023).
- Society of Vertebrate Paleontology. Abstracts of Papers, 84th Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/wp-content/uploads/2024/10/2024_SVP_Program_Final3.pdf (2024).
- Marino, L., Uhen, M. D., Pyenson, N. D., Frohlich, B. Reconstructing cetacean brain evolution using computed tomography. Anat Rec B New Anat. 272 (1), 107-117 (2003).
- Sutton, M., Rahman, I., Garwood, R. Techniques for virtual palaeontology. , John Wiley & Sons. Chichester. (2014).
- Ketcham, R. A., Hanna, R. D. Beam hardening correction for X-ray computed tomography of heterogeneous natural materials. Comput Geosci. 67, 49-61 (2014).
- Barrett, J. F., Keat, N. Artifacts in CT: recognition and avoidance. Radiographics. 24, 1679-1691 (2004).
- Arbour, V. M. Estimating impact forces of tail club strikes by ankylosaurid dinosaurs. PLoS One. 4 (8), e6738(2009).
- Brown, M. A. The development of modern palaeontological laboratory methods: a century of progress. Earth Environ Trans R Soc Edinb. 103, 1-12 (2013).
- Mol, D., et al. Proboscidean tusks through time: a special case of excavation and displaying experience. , https://www.mastodontas.gr/wp-content/uploads/2024/02/Proboscidean-tusks-through-time-a-special-case-of-excavation-and-displaying-experience_compressed-1.pdf (2024).
- Haugrud, S. J., Compton, B. P. Reversible filler: a fresh look at Butvar-76. J Vertebr Paleontol. 28 (Suppl 3), 91(2008).
- Pasiuk, J. Safe plastics and fabrics for exhibit and storage. Conserve O Gram. 18 (2), 1-7 (2004).
- Rova, L., Gallet, A., Wang, Z., Kurita, H., Narita, F. Japanese washi-paper-based green composites: fabrication, mechanical characterization, and evaluation of biodegradability. Compos Part A Appl Sci Manuf. 184, 107072(2024).
- Artal-Isbrand, P. So delicate yet so strong and versatile: the use of paper in objects conservation. J Am Inst Conserv. 57 (3), 112-126 (2018).
- Burdett, S., Thompson, S. The Japanese hanging scroll: a deconstruction. Stud Conserv. 47 (Suppl 3), 32-35 (2002).
- Goldberg, S., Davidson, A. Adhesives for vertebrate paleontology: an illustrated wall chart. Society of Vertebrate Paleontology 74th Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/wp-content/uploads/2021/03/Goldberg-and-Davidson_2014.pdf (2014).
- Davidson, A., Brown, G. W. Paraloid B-72: practical tips for the vertebrate fossil preparator. Collect Forum. 26 (1-2), 99-119 (2012).
- Bugbee, M. M., Wilkins, W. J. Preparation and transportation of a complete mammoth skull from Channel Islands National Park, California, USA. Society of Vertebrate Paleontology 78th Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/wp-content/uploads/2021/03/Bugbee_2018.pdf (2018).
- Morley, S. L., Potze, S. Limping along: conservation of a pathological Smilodon fatalis pelvis and femur for exhibition from Rancho La Brea, California. Society of Vertebrate Paleontology 83rd Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/2023_svp_program-final-10032023/ (2023).
- Potze, S., Morley, S. L., Clarke, C. A. Preparation of asphalt-preserved fossils: solvent selection and improved preparation technique with a focus on Rancho La Brea, California, USA. Palaeontol Electron. 28, a26(2025).
- Hipsley, C. A., Aguilar, R., Black, J. R., Hocknull, S. A. High-throughput microCT scanning of small specimens: preparation, packing, parameters and post-processing. Sci Rep. 10 (1), 4126(2020).
- Nordt, L., Bongino, J., Forman, S., Esker, D., Benedict, A. Late Quaternary environments of the Waco Mammoth Site, Texas, USA. Quat Res. 84, 423-438 (2015).
- Biscula, C., Kronthal Elkin, L., Davidson, A. Consolidation of fragile fossil bone from Ukhaa Tolgod, Mongolia (Late Cretaceous) with Conservare OH100. J Am Inst Conserv. 48 (1), 37-50 (2009).
- López-Polín, L. Possible interferences of some conservation treatments with subsequent studies on fossil bones: a conservator's overview. Quat Int. 275, 120-127 (2012).
- Beaubien, H. F. Field conservation of skeletal remains: stabilization treatment techniques and implications for future analysis. Adv Archaeol Pract. 7 (1), 23-29 (2019).
- Brown, M. A., Davidson, A., Fox, M., Jabo, S. J., Smith, M. Vertebrate paleontological preparation core competencies and training curriculum: results from the 2012 Austin workshop. J Vertebr Paleontol. 32, 69-70 (2012).
הדפסות חוזרות והרשאות
