Preservação de biomodelos suínos para o estudo da anatomia humana comparada

Resumo

Este artigo apresenta um protocolo para preservação de biomodelos suínos. O método proposto envolve a utilização de uma solução chilena modificada com concentração reduzida de formalina. O processo de preservação consiste na administração da solução por meio de repleção e imersão do espécime, seguida de deformolização e amolecimento dos tecidos com glicerina.

Resumo

O ensino da anatomia humana na educação médica enfrenta desafios, necessitando de alternativas eficazes para que os alunos explorem praticamente a complexidade anatômica. Os biomodelos suínos, com suas semelhanças anatômicas com os humanos, oferecem uma solução promissora. Este artigo apresenta um protocolo detalhado para preservação de biomodelos suínos, abordando a necessidade de métodos acessíveis e eficientes em estudos de anatomia comparada. Este protocolo propõe o uso de uma solução chilena modificada para preservação do biomodelo, empregando técnicas de formalização por repleção e imersão. Posteriormente, a desformalização é realizada usando a solução chilena modificada sem formaldeído, seguida por um processo de amolecimento da glicerina. Dada a escassez de literatura sobre técnicas de preservação e a ausência de um procedimento ou teste padronizado para avaliar a conservação dos tecidos, sugerimos avaliar a qualidade dos tecidos com base em medidas de resistência e elasticidade. Nossos achados indicam um nível qualitativamente alto de preservação de tecidos em nossos espécimes. Além disso, esses biomodelos são atualmente utilizados com sucesso para estudos de morfologia e no ensino de anatomia humana comparada para estudantes de medicina.

Introdução

O ensino de anatomia nas escolas médicas muitas vezes encontra obstáculos, como dificuldades de acesso a corpos humanos para dissecação e falta de instalações adequadas. Essas limitações ressaltam a necessidade de alternativas eficazes que permitam aos alunos explorar a complexidade anatômica de forma prática e realista. Nesse contexto, os biomodelos suínos têm surgido como uma alternativa promissora devido às suas semelhanças anatômicas com os humanos, oferecendo um meio acessível e eficiente de aprender e ensinar anatomia¹.

As técnicas de preservação anatômica visam manter a integridade dos tecidos biológicos, minimizando os danos. Essas técnicas têm sido empregadas para fins educacionais, acadêmicos e de pesquisa no estudo da anatomia humana e veterinária. Numerosas substâncias foram testadas para preservar corpos, órgãos e tecidos em seu estado natural pelo maior tempo possível². No entanto, preservar e conservar espécimes anatômicos permanece um desafio, principalmente para aqueles destinados a estudos morfológicos, onde é necessária alta preservação tecidual³.

Embora as soluções tradicionalmente utilizadas estejam amplamente disponíveis, as limitações na prática do dia-a-dia são evidentes. A formalina, uma das substâncias mais comumente usadas, tem várias desvantagens documentadas para a preservação do tecido. Isso inclui seu odor irritante, alta toxicidade, riscos associados de câncer e mutagenicidade para manipuladores e as alterações organolépticas que induz nos tecidos, como rigidez e descoloração. Essas alterações podem alterar a percepção das propriedades fisiológicas dos tecidos quando estudadas após a fixação, potencialmente dificultando estudos morfológicos precisos e acurados⁴. Estudos têm demonstrado que a fixação com altas concentrações de formalina resulta em maior grau de rigidez tecidual⁵. Alternativas, como a técnica de embalsamamento de Thiel, têm demonstrado resultados promissores com melhor conservação da coloração original e flexibilidade dos tecidos⁶. No entanto, essa técnica é mais cara em comparação com outras soluções⁷. Esses desafios apresentam uma oportunidade de projetar e testar técnicas de preservação novas e acessíveis que ainda permitem o ensino de anatomia de alta qualidade.

O objetivo deste protocolo é descrever a metodologia empregada no Laboratório de Anatomia da Universidad Icesi em Cali, Colômbia, para a preservação de biomodelos suínos utilizados como ferramentas educacionais para o estudo comparativo da anatomia humana.

Protocolo

A técnica descrita foi desenvolvida em total conformidade com as diretrizes do Comitê de Ética Institucional para o Cuidado e Uso de Animais em Experimentação (CIECUAE) da Universidad Icesi, de acordo com a Lei 84 de 1989 e a Resolução do Reitor nº 847 (9 de julho de 2012). Isso garante a integridade científica e o bem-estar dos animais utilizados, minimizando seu sofrimento. Suínos Landrace machos, com 3 meses de idade e pesando 15-20 kg, foram utilizados para este estudo. Os reagentes e equipamentos necessários estão listados na Tabela de Materiais.

1. Biomodelo suíno

1. Sacrifício do animal
   1. Realize uma avaliação veterinária geral e coloque em quarentena o espécime de porco selecionado por 24 horas. Se o animal não apresentar nenhum sintoma durante este período, prossiga com a eutanásia.
2. Anestesia
   1. Administrar anestesia por via intramuscular usando cetamina + xilazina + atropina nas doses de 10 mg/kg, 0,5 mg/kg e 0,04 mg/kg, respectivamente (seguindo protocolos aprovados institucionalmente).
      NOTA: Garanta anestesia profunda. Avalie a profundidade da anestesia por meio do exame físico. A anestesia profunda é indicada por pupila dilatada e centrada, ausência do reflexo palpebral, depressão do reflexo corneano e diminuição da frequência respiratória, frequência cardíaca e pressão arterial.
3. Eutanásia
   1. Administre 5 mL de Pentobarbital / Difenilhidantoína de Sódio (390/50 mg / mL) por via intravenosa. Após a administração do agente de eutanásia, auscultar os parâmetros fisiológicos do animal para a espécie Suis Scrofa : HR, 60-90; FR, 8-18; e T° 37-39°C⁸.
   2. Monitore a frequência cardíaca até que ela diminua gradualmente e pare completamente. Observe mudanças imediatas, como relaxamento do esfíncter, membranas cianóticas e ausência de resposta a estímulos corporais. Considere a eutanásia completa após 5 minutos de ausculta cardíaca sem detectar batimentos cardíacos.
4. Armazenamento e transporte
   1. Transporte o biomodelo suíno da sala de procedimentos para o laboratório de anatomia dentro de meia hora após a eutanásia para evitar a decomposição e proliferação microbiana, otimizando assim a conservação do biomodelo.

2. Solução conservante à base de solução chilena

1. Preparação da solução chilena modificada
   1. Use uma solução chilena modificada contendo etanol, glicerina, formaldeído, cloreto de benzalcônio, essência aromática de café e água destilada. Certifique-se de que a solução tenha um pH de 7,0.
   2. Prepare a solução conservante em um tanque de 50 L. Primeiro, adicione 10,6 L de água destilada ao tanque. Em seguida, adicione 7,6 L de etanol a 96%, 5 L de glicerina, 0,5 L de cloreto de benzalcônio a 50% e 0,1 L de essência aromática de café.
      NOTA: Consulte a Tabela 1 para obter as concentrações e volumes necessários de cada componente necessário para preparar 25 L da solução chilena modificada.

3. Administração da solução conservante chilena modificada

NOTA: Uma vez preparada a solução conservante, administre-a por meio de reposição e imersão.

1. Administração por repleção da solução conservante chilena modificada
   NOTA: Use roupas de biossegurança para este procedimento: meia máscara reutilizável com filtros A1P2, óculos de biossegurança, avental cirúrgico descartável de manga comprida, touca cirúrgica, leggings e luvas de nitrilo.
   1. Abordagem cirúrgica
      1. Faça uma incisão ao longo da linha alba (usando um cabo de bisturi 4, lâmina 22) do processo xifóide até a região púbica.
      2. Identifique o tecido celular subcutâneo e as fibras musculares do músculo reto abdominal.
         NOTA: No momento da incisão, identifique o escasso tecido adiposo aderido à pele, conhecido como tecido celular subcutâneo, e as fibras musculares do músculo reto abdominal localizadas mais^{profundamente9}.
      3. Corte cuidadosamente para acessar o peritônio, garantindo sua abertura para a cavidade abdominal sem ferir o fígado e os intestinos, que serão expostos imediatamente.
      4. Retraia as alças intestinais para o lado direito da cavidade abdominal. Identifique o peritônio parietal que recobre o rim esquerdo e os vasos renais. Use essas estruturas vasculares para localizar a aorta abdominal.
      5. Encontre a emergência do pedículo renal esquerdo. Remova o peritônio que cobre a aorta 5 cm acima da artéria renal.
      6. Ao expor o pedículo renal esquerdo, mobilizar as alças intestinais e incisar o peritônio que cobre o hilo. Dissecar ântero-posteriormente para identificar primeiro a veia renal, que é maior e localizada anteriormente.
      7. Localize a artéria renal posteriormente, seguindo seu trajeto até sua origem na aorta abdominal. Por fim, identifique a pelve renal, a estrutura mais posterior do hilo⁹.
      8. Disseque cuidadosamente a parte posterior da aorta. Use seda 0/0 para ligar a aorta com um nó acima do nível da artéria renal e outro nó 5 cm acima.
      9. Clampeie a aorta imediatamente com dois grampos Kelly em ambas as extremidades do segmento aórtico isolado.
      10. Incisar a parede da aorta com a ponta de uma tesoura de Metzembaum, fazendo um corte de aproximadamente 0,3 cm na parede anterior da aorta, tomando cuidado para não perfurá-la.
      11. Dê um nó na extremidade distal enquanto remove o grampo de Kelly para inserir uma agulha em forma de L rombo de 3.2 mm no lúmen arterial. Remova a pinça de Kelly proximal e inicie a perfusão da solução de preservação chilena modificada.
   2. Perfusão aórtica da solução conservadora chilena modificada
   3. Proceder à perfusão da solução conservada chilena modificada.
      NOTA: Administre 0.25 L/kg com uma pressão de 10 libras usando uma bomba de perfusão.
   4. Fim da perfusão
      1. Quando a perfusão da solução conservante estiver completa, remova a cânula de perfusão e dê um nó no local de inserção com seda 0/0 para evitar o refluxo da solução conservante. Feche o abdômen suturando a incisão na linha alba com seda 0/0.
         NOTA: Para avaliar se a perfusão adequada foi alcançada, verificar os indicadores agudos de saturação: extensão dos membros superiores e inferiores, pletora cervical e torácica e escoamento da solução pelas narinas. O tempo aproximado de perfusão é de 2 h.
2. Administração por imersão
   NOTA: Use roupas de biossegurança para este procedimento: meia máscara reutilizável com filtros A1P2, óculos de biossegurança, avental cirúrgico descartável de manga comprida, touca cirúrgica, leggings e luvas de nitrilo.
   1. Administração por imersão da solução conservada chilena modificada
      1. Conservar a amostra de suíno num depósito de 300 L cheio da mesma solução conservante descrita no passo 2.
         NOTA: Certifique-se de que o biomodelo esteja completamente imerso usando aproximadamente 150 L da solução. Após a imersão, armazenar o biomodelo a 20 °C durante 6 meses. Os indicadores de preservação adequada incluem a ausência de sinais de decomposição (por exemplo, edema corporal, inchaço, odor desagradável, lividez e friabilidade dos tecidos).

4. Solução de deformolização baseada em solução chilena

1. Preparação da solução de deformolização
   1. Use uma solução chilena modificada contendo etanol, glicerina, cloreto de benzalcônio, essência aromática de café e água destilada. Certifique-se de que a solução tenha um pH de 7,0.
2. Preparar a solução de deformolização num depósito de 50 L. Primeiro, adicione 11,1 L de água destilada, depois 7,8 L de etanol a 96%, 5 L de glicerina, 1 L de cloreto de benzalcônio a 50% e 0,1 L de essência aromática de café.
   NOTA: Consulte a Tabela 2 para obter as concentrações e volumes necessários de cada componente necessário para preparar 25 L da solução chilena modificada sem formaldeído.

5. Deformolização

NOTA: Use roupas de biossegurança para este procedimento: meia máscara reutilizável com filtros A1P2, óculos de biossegurança, avental cirúrgico descartável de manga comprida, touca cirúrgica, leggings e luvas de nitrilo.

1. Administração por imersão da solução de conservação chilena modificada sem formaldeído
   1. Ao final do período de preservação por imersão de 6 meses, transfira o biomodelo para um tanque de 300 L cheio de solução de preservação chilena modificada sem formaldeído. Armazene o biomodelo por 4 semanas.
      NOTA: Certifique-se de que o biomodelo esteja completamente imerso usando aproximadamente 150 L da solução.

6. Amolecimento da glicerina

1. Imediatamente após o processo de deformolização, imergir o biomodelo em soluções com concentrações crescentes de glicerina diluída em água: 50%, 70% e 90% de glicerina. Manter o biomodelo em cada concentração durante uma semana.

Resultados

O objetivo deste protocolo é apresentar uma técnica eficaz e viável que permita a preservação de biomodelos suínos para o ensino de anatomia humana comparada. Atualmente, não existem métodos ou testes padronizados para avaliar a preservação do modelo. Portanto, a preservação geral do modelo foi avaliada por meio de indicadores de repleção da solução e sinais de decomposição após a conclusão do protocolo nos espécimes. Além disso, para avaliar objetivamente a viabilidade dos biomodelos para ensino e pesquisa, foi planejad...

Discussão

Tradicionalmente, os estudos anatômicos se baseiam em cadáveres humanos; no entanto, os desafios na aquisição desses espécimes levaram à exploração de métodos alternativos. Os biomodelos suínos provaram ser ferramentas valiosas para o estudo da anatomia humana, oferecendo semelhanças anatômicas que facilitam o aprendizado e sua extrapolação para aplicações médicas em humanos 12,13,14,15.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Cloreto de benzalcônio	Proté cnica Ingenierí a	PROQUAT BC 50/80	Número CAS. 68424-85-1
Etanol	Não aplicável	Não aplicável	Etanol 96%
Formaldeído	Albor quí micos	Não aplicável	Formaldeído
Glicerina	Não aplicável	Não aplicável	glicerina
	Disá nchez	Injetor Especial YA-02	Bomba de injeção
Kelly fórceps	Não aplicável	Não aplicável	Kelly fórceps
Metzembaum tesoura	Não aplicável	Não aplicável	Metzembaum tesoura
Agulha	Disá nchez	L canule	L canule
Bisturi	Não aplicável	Não aplicável	Cabo de bisturi 4/ Lâmina de bisturi 22
Sutura  Seda	Não aplicável	Não aplicável	Sutura Seda 0/0