Name: vacuum-sealed hot water bath immersion for the preparation of anatomical and surgical cadaveric bone models
Uploaded: 2022-12-02T14:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Vacuum-Sealed Hot Water Bath Immersion for the Preparation of Anatomical and Surgical Cadaveric Bone Models at JoVE.com

קוצים מותניים נקטפו ממרינו קרוס בוגר בן 4 (Ovis aries) בהתאם להנחיות האתיות של ועדת הטיפול והאתיקה בבעלי חיים של מעבדות המחקר הכירורגיות והאורתופדיות. בעקבות השיטה המאושרת במוסד של המתת חסד הומנית, קוצרו עמוד השדרה המותני באמצעות כלי דיסקציה חד, תחילה דרך העור והרקמות התת עוריות, ולאחר מכן...

<ol>
	<li>Leary, O. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D-printing+techniques+in+a+medical+setting:+a+systematic+literature+review.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Medical+applications+for+3D+printing:+current+and+projected+uses.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+review+of+3D+printing+in+spinal+surgery:+the+current+state+of+play.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detergent:+an+alternative+approach+to+traditional+bone+cleaning+methods+for+forensic+practice.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technical+note:+A+novel+method+for+gentle+and+non-destructive+removal+of+flesh+from+bones.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+maceration+techniques+for+use+in+forensic+skeletal+preparations.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+different+detergents+in+skeletal+preparations.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+preservation+techniques+to+enhance+veterinary+anatomy+teaching.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fast+preparation+of+skeletal+materials+using+enzyme+maceration.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensionally+printed+vertebrae+with+different+bone+densities+for+surgical+training.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-material+3D+models+for+temporal+bone+surgical+simulation.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printed+surgical+simulation+models+as+educational+tool+by+maxillofacial+surgeons.">3D printed surgical simulation models as educational tool by maxillofacial surgeons.</a> European Journal of Dental Education. 22 (3), 500-505 (2018).</li></ol>

הערה טכנית זו נועדה לתאר שיטה פשוטה, בטוחה וזולה לייצור מודל עצם אנטומי לטובת חינוך וטרינרי ורפואי ולשימוש בחינוך אנטומי ותכנון כירורגי. 
בדיקות פיילוט מצאו כי טמפרטורת אמבטיה של 70 מעלות צלזיוס סיפקה את זמן העיבוד המהיר ביותר מבלי לגרום נזק לדגימות. טמפרטורות גבוהות יותר ג?...

הסרת רקמות רכות וניקוי עצמות נדרשים לזיהוי פלילי, מחקר רפואי וביולוגי וחינוך וטרינרי ורפואי. רוב הטכניקות פותחו למטרות פורנזיות, למזער את הנזק לעצם כדי לשמר פרטים רבים ככל האפשר. זה יכול לספק מודל עצם מדויק ומוחשי לתכנון כירורגי לפני הניתוח, כמו גם קבלת החלטות תוך ניתוחית כדי לסייע במזעור סיבוכים 1,2,3. זה מועיל בניתוח על ידי קיצור זמני הניתוח ואיבוד דם ושיפור התקשורת בין המנתחים, בהשוואה לתכנון עם תמונות דו-ממדיות4. השימוש במודלים אלה עשוי גם להפחית את ההסתמכות על הדמיה תוך ניתוחית, כגון פלואורוסקופיה, אשר עשויה להפחית את החשיפה לקרינה לאנשי צוות.
עצמות שלד מגופות שימשו בעבר לדגמים אלה; עם זאת, ההתקדמות הטכנולוגית דחפה לשימוש בדגמים מיוצרים, ולאחרונה, מודלים מודפסים תלת מימדיים (3D). מודלים של עצמות מסתמכים על זמינותן של דגימות גופות ועל יעילות עיבוד דגימות אלה למודלים שמישים. להדפסה תלת-ממדית יש יתרון של חופש יצירתי, המאפשר מודלים אנטומיים וספציפיים למטופל, במיוחד כאשר קיימות הפרעות אנטומיות או גידולים, או אם יש צורך לייצר או להגדיל את החומרה כך שתתאים למטופל1. דגימות אלה ניתנות גם לעיקור ומניפולציה על ידי מנתחים במהלך הליך. עם זאת, חופש זה מגיע עם עלות, כפי שהוא דורש סריקות טומוגרפיה ממוחשבת (CT), החומרים והציוד הנדרש יכול להיות יקר, ומומחיות חיונית כדי ליצור את המודלים בתוכנה הנדרשת 1,4. בנוסף, גורמים אלה יכולים להגביל את הדיוק והאיכות של המודל, ומכאן התכנון הניתוחי והצלחתו1. מודלים מודפסים בתלת-ממד עשויים שלא להיות הבחירה הטובה ביותר במקרים בהם אין צורך באנטומיה ספציפית למטופל וכאשר יש דרישה מיידית לדגם.
שיטות נפוצות להסרת רקמות רכות מעצם cadaveric כוללות ניקוי ידני, maceration חיידקים, maceration כימי, בישול, ו macerationחרקים 5,6. ההצלחה של שיטות אלה מבוססת בדרך כלל על עלות, זמן, עבודה, ציוד, בטיחות ואיכות המוצר הסופי 5,7. ניקוי ידני דורש את מירב העבודה וכמות משמעותית של זמן, אך כרוך בציוד מינימלי5. מקרציה חיידקית מורכבת מהשארת הדגימה באמבט מים קרים או חמים לפרקי זמן ארוכים, לעתים קרובות עד 3 שבועות, מה שמאפשר לחיידקים לפרק את הרקמה6. זה יוצר ריחות לא נעימים, דורש ציוד נוסף לטיפול בחיידקים, ויוצר סיכון ביטחוני ביולוגי למשתמש 5,6. השימוש בחיפושיות דרמסטיות יעיל מאוד עם עבודה מינימלית, אך דורש רכישת מושבה וגידול בעלי חיים, ואינו נחשב להשקעה כלכלית אם משתמשים בו לעתים רחוקות 6,7. השרייה כימית כרוכה בדרך כלל בשימוש באנזימים כגון טריפסין, פפסין ופפאין, או דטרגנטים מסחריים המכילים חומרים כגון פעילי שטח ואנזימים 5,8. למרות ששיטה זו מספקת תוצאות מהירות יותר, הכימיקלים המשמשים, כגון נתרן הידרוקסידי, אמוניה, אקונומיקה ובנזין, עלולים להוות סיכון בריאותי ובטיחותי ולייצר ריחות מזיקים הדורשים ציוד מגן אישי (PPE) ומכסה אדים 5,7,8,9. לבסוף, חימום ממושך מספק שיטה נוספת בעלת אינטנסיביות מינימלית אך עלול לייצר ריחות הדורשים אוורור10.
שיטה פשוטה, בטוחה וזולה להכנת מודלים אנטומיים של עצמות תספק כלי שימושי למנתחים, סטודנטים, מחנכים וחוקרים. מאמר זה מתאר שיטה חדשנית להכנת מודלים של עצמות שלד המונעת ריחות לא נעימים וכימיקלים מזיקים, ומייצרת מודל כירורגי מפורט עם מינימום ציוד ועבודה.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Dimension Elite 3D printer</td>
			<td>Stratasys, Eden Prairie, MN, United States</td>
			<td></td>
			<td>3D printer for production of surgical bone models based on reconstructed CT scans</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mimics Innovation Suite</td>
			<td>Materialise NV, Leuven, Belgium</td>
			<td>Suite 24</td>
			<td>Software to create 3D models from imaging scans</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon cable ties</td>
			<td>4Cabling, Alexandria, NSW, Australia</td>
			<td>011.060.1042/011.060.1039</td>
			<td>Used to maintain connection between vertebral bodies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orthopaedic wire</td>
			<td>B Braun, Bella Vista, NSW, Australia</td>
			<td></td>
			<td>Used to maintain connection between vertebral bodies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Support Cleaning Apparatus</td>
			<td>Phoenix Analysis and Design Technologies, Tempe, AZ, United States</td>
			<td>SCA-1200</td>
			<td>Hot water bath for immersion of the sealed sample.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra Strength Original Dishwashing Liquid</td>
			<td>Colgate-Palmolive, New York, NY, United States</td>
			<td></td>
			<td>Dishwashing liquid added to sealed bag with sample for cleaning of the bone model.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum bags</td>
			<td>Pacfood PTY LTD</td>
			<td></td>
			<td>Heat safe, sealable plastic bags</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Food sealer</td>
			<td>Tempoo (Aust) PTY LTD</td>
			<td></td>
			<td>Vacuum food sealer to seal vacuum bags prior to bath immersion</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

vacuum-sealed hot water bath immersion for the preparation of anatomical and surgical cadaveric bone models

מודלים של עצמות משרתים מטרות רבות, כולל שיפור ההבנה האנטומית, תכנון כירורגי טרום ניתוחי והפניה תוך ניתוחית. תוארו מספר טכניקות להשרייה של רקמות רכות, בעיקר לניתוח פורנזי. עבור מחקר קליני ושימוש רפואי, שיטות אלה הוחלפו על ידי מודלים מודפסים תלת מימדיים (3D), אשר דורשים ציוד משמעותי ומומחיות, והם יקרים. כאן, עצם חוליית הכבשה הגופית נוקתה על ידי אטימת ואקום של הדגימה עם חומר ניקוי מסחרי לשטיפת כלים, טבילה באמבט מים חמים, ולאחר מכן הסרה ידנית של הרקמה הרכה. זה ביטל את החסרונות של שיטות השרייה שהיו קיימות בעבר, כגון קיומם של ריחות רעים, שימוש בכימיקלים מסוכנים, ציוד משמעותי ועלויות גבוהות. הטכניקה המתוארת הפיקה דגימות נקיות ויבשות תוך שמירה על פרטים ומבנה אנטומיים כדי למדל במדויק את מבני הגלוסקמאות שיכולים להיות שימושיים לתכנון טרום ניתוחי והפניה תוך ניתוחית. השיטה פשוטה, זולה ויעילה להכנת מודל עצם לחינוך ותכנון כירורגי ברפואה וטרינרית ואנושית.

בעקבות פרוטוקול זה, נוצרו מודלים של עמוד חוליות מותני נקי ויבש של כבשים לצורך תכנון והתייחסות כירורגית. דגימות המורכבות משבע חוליות מותניות עובדו תוך 4 ימים בשיטה זו, עם אמבטיה ראשונית אחת להסרת עיקר השריר ושלוש אמבטיות עוקבות. השלמת האמבטיות התבטאה בקלות שבה הוסרו הסחוס ורקמת החיבור מהעצ...

Watch this Scientific Journal Video about Vacuum-Sealed Hot Water Bath Immersion for the Preparation of Anatomical and Surgical Cadaveric Bone Models at JoVE.com

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

הפרוטוקול הנוכחי מתאר את ההשרייה והניקוי של עצם הגופה באמצעות טכניקת טבילה באמבט מים חמים אטומה בוואקום. זוהי שיטה זולה, בטוחה ויעילה לייצור דגימות אנטומיות לתכנון כירורגי וחינוך רפואי כחלופה למודלים מודפסים תלת מימדיים (תלת ממדיים).

טבילה באמבט מים חמים אטום בוואקום להכנת מודלים אנטומיים וכירורגיים של עצמות קדוואריות

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

שיטה זו מייצרת מודלים אנטומיים מדויקים של עצם המתארים את האנטומיה הטבעית המסייעת להדריך חוקרים, קלינאים ומנתחים לגבי הגישה הניתוחית ומיקום השתלים, בין יתרונות אחרים. שיטה זו מייצרת מודלים אנטומיים נקיים והיגייניים, וזה חשוב, בהתחשב בכך שיש מודלים אלה ליד המיטה או בתיאטרון כירורגי, למשל. בהשוואה למודלים של עצם אנטומית המודפסים בתלת-ממד, המודלים שלנו זולים, בטוחים ויעילים לייצור, וגם בהשוואה למודלים תלת-ממדיים אלה, הארכיטקטורה של העצם והאנטומיה הטבעית מיוצגת טוב יותר על ידי מודלים אלה של עצם כירורגית.הטכניקה המתוארת היא לייצר מודלים אנטומיים מדויקים של עצם לעמוד השדרה, אך ניתן בקלות להסיק את הטכניקה למבנים אוסטומיים אחרים בגוף. השיטה מיידעת טוב יותר מנתחים, חוקרים וקלינאים כיצד לתכנן ולבצע טכניקות כירורגיות, וגם מודיעה להם מהי אנטומיה גלוסקמאית נורמלית שתעזור להם לזהות פתולוגיה. אבל את הטכניקה ניתן היה להסיק בקלות למגוון של מבנים אוסאוסיים אחרים ממגוון של מינים שונים.כדי להתחיל, יש להסיר ידנית רקמות רכות, כגון שריר, רקמת חיבור, שומן וכו', באמצעות כלי דיסקציה חדה מדגימת העצם, ולאטום את הדגימה בשקית ניילון אטומה בחום לאחר הוצאת האוויר. השקיעו לחלוטין את הדגימה האטומה באמבט מים של 70 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות, ולאחר מכן הוציאו את השקית מהאמבטיה, פתחו את השקית ואפשרו לדגימה להתקרר עד שניתן יהיה לטפל בה. הוציאו כמה שיותר רקמות רכות מהעצם בעזרת אזמל חד ומים זורמים לפי הצורך.כדי לפרק את כל המפרקים כדי לחשוף את רקמת הסחוס, לשמור את חתיכות disarticulated באתרו באמצעות חומרים כגון חוט אורתופדי או אזיקונים, כדי לשמור על המיקום האנטומי. אטמו את הדגימה בשקית ואקום יחד עם 10 מיליליטר חומר ניקוי לשטיפת כלים ו-10 מיליליטר מי ברז, וטבלו את הדגימה האטומה באמבט מים של 70 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות. לאחר הוצאת השקית מהאמבטיה, חזור על השלבים שהוצגו קודם לכן כדי להסיר כמה שיותר רקמות רכות עד שהעצם נקייה מחומר רקמה רכה.לבסוף, הניחו לדגימה להתייבש במשך כ-48 שעות. השוואה איכותית בין מודלים של עצמות מודפסות בתלת-ממד לבין מודלים של עצמות גופות מוצגת כאן. תמונות אלה מראות כי המודל המודפס בתלת-ממד אינו מפרט במדויק פרטים עדינים של דגימות הגופה, עם אובדן פרטים עדינים יותר, כגון קווי מתאר של העצם, במיוחד בתהליכים הרוחביים.מודלים של עמוד שדרה מותני של כבשים המעובדים עם וללא חומר ניקוי באותו שלב של העיבוד מוצגים כאן. משתי התמונות הללו ניתן להבחין בהבדל ברור בצבע ובמרקם. כדי לשחזר שיטה זו, הפרט או קבוצת המחקר זקוקים לגישה לדגימות אנטומיות, אמבט מים חמים וציוד איטום ואקום.דיסקציה של רקמות רכות לפני ואחרי אמבט מים חמים אינה תובענית מבחינה טכנית, אך היא דורשת כמה מיומנויות מוטוריות עדינות וניסיון מסוים בשימוש בציוד דיסקציה חד וציוד כירורגי אחר.

Research

JoVE Journal

Medicine

Identification and Isolation of Slow-Dividing Cells in Human Glioblastoma Using Carboxy Fluorescein Succinimidyl Ester (CFSE)

Identification and Isolation of Slow-Dividing Cells in Human Glioblastoma Using Carboxy Fluorescein Succinimidyl Ester CFSE

זיהוי ובידוד של תאים מתחלקים לאט בGlioblastoma האנושי באמצעות Carboxy fluorescein Succinimidyl אסתר (CFSE)

Tumor heterogeneity represents a fundamental feature supporting tumor robustness and presents a central obstacle to the development of therapeutic ...

Models of Bone Metastasis

מודלים של גרורות עצם

Bone metastases are a common occurrence in several malignancies, including breast, prostate, and lung. Once established in bone, tumors are responsible ...

Adjustable Stiffness, External Fixator for the Rat Femur Osteotomy and Segmental Bone Defect Models

נוקשות מתכוונן, תופסנים חיצוניים למודלים של עכברי ירך osteotomy ומגזרי עצם הפגם

The mechanical environment around the healing of broken bone is very important as it determines the way the fracture will heal. Over the past decade there ...

Mouse Kidney Transplantation: Models of Allograft Rejection

השתלת כליה עכבר: מודלים של דחיית השתל

Rejection of the transplanted kidney in humans is still a major cause of morbidity and mortality. The mouse model of renal transplantation closely ...

Techniques for Processing Eyes Implanted with a Retinal Prosthesis for Localized Histopathological Analysis: Part 2 Epiretinal Implants with Retinal Tacks

טכניקות לעיני עיבוד מושתלים בתותב רשתית למותאם למקום Histopathological ניתוח: חלק 2 Epiretinal שתלים עם נעצי רשתית

Retinal prostheses for the treatment of certain forms of blindness are gaining traction in clinical trials around the world with commercial devices ...

A Surgical Procedure for Resecting the Mouse Rib: A Model for Large-Scale Long Bone Repair

הליך כירורגי לResecting צלעות העכבר: מודל לתיקון עצם ארוך בקנה מידה גדולה

This protocol introduces researchers to a new model for large-scale bone repair utilizing the mouse rib. The procedure details the following: preparation ...

Surgical Models of Gastroesophageal Reflux with Mice

מודלי כירורגי של Gastroesophageal Reflux עם עכברים

Multiple surgical procedures have been reported to induce gastroesophageal reflux in animals. Herein, we report three surgical models with mice aiming to ...

Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function

שימוש Saccadometry עם דיפ גירוי המוח לחקר תפקוד מוח נורמלי ופתולוגיים

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including ...

Cutaneous Surgical Denervation:  A Method for Testing the Requirement for Nerves in Mouse Models of Skin Disease

Denervation כירורגי עורית: שיטה לבדיקת הדרישה עצבה בעכברי מודל של מחלת עור

Cutaneous somatosensory nerves function to detect diverse stimuli that act upon the skin. In addition to their established sensory roles, recent studies ...

Proximal Cadaveric Femur Preparation for Fracture Strength Testing and Quantitative CT-based Finite Element Analysis

הכנת עצם הירך הפרוקסימלי cadaveric לשבר חוזק בדיקה כמותית CT מבוססי ניתוח אלמנטים סופיים

Cadaveric fracture testing is routinely used to understand factors that affect proximal femur strength.  Because ex vivo biological tissues are prone to ...