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

腰椎は、外科および整形外科研究所の動物管理および倫理委員会の倫理ガイドラインに従って、4歳のメリノクロス成体雌羊 (Ovis aries) から収穫されました。制度的に承認された人道的安楽死の方法に従って、腰椎は鋭利な解剖ツールを使用して収穫され、最初に皮膚と皮下組織を切開し、次に筋膜と筋肉組織を切開してから胸腰椎と腰仙骨接合部で関節を切断しました。採取したサン?...

<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>

このテクニカルノートは、獣医学および医学教育の利益のために、また解剖学教育および手術計画で使用するために、解剖学的骨モデルを作成するための簡単で安全かつ低コストの方法を説明することを目的としています。 
パイロットテストでは、70°Cの浴温がサンプルに損傷を与えることなく最速の処理時間を提供することがわかりました。より高い温度は骨内のコ?...

軟組織の除去と骨の洗浄は、法医学、医学および生物学的研究、ならびに獣医および医学教育に必要です。ほとんどの技術は法医学の目的で開発されており、骨への損傷を最小限に抑えて可能な限り詳細を保持しています。これにより、術前の手術計画のための正確で具体的な骨モデル、および合併症を最小限に抑えるための術中の意思決定を提供できます1、2、3。これは、2D画像による計画と比較して、手術時間と失血を減らし、外科医間のコミュニケーションを改善することにより、手術に有益です4。これらのモデルを使用すると、透視などの術中イメージングへの依存度が低下し、人員への放射線被曝が軽減される可能性があります。
死体の骨格骨は歴史的にこれらのモデルに使用されてきました。しかし、技術の進歩により、製造されたモデル、そして最近では3次元(3D)印刷モデルの使用が進んでいます。骨モデルは、死体サンプルの入手可能性と、これらのサンプルを使用可能なモデルに処理する効率に依存しています。3D印刷には創造的な自由という利点があり、特に解剖学的異常や新生物が存在する場合、または患者1に合うようにハードウェアを製造または拡張する必要がある場合に、解剖学的および患者固有のモデルが可能になります。これらのサンプルは、手術中に外科医によって滅菌および操作することもできます。しかしながら、この自由度は、コンピュータ断層撮影(CT)スキャンを必要とし、必要な材料および機器が高価になる可能性があり、必要なソフトウェア1,4でモデルを作成するために専門知識が不可欠であるため、コストを伴う。さらに、これらの要因はモデルの精度と品質を制限し、したがって手術計画と成功を制限する可能性があります1。3Dプリントされたモデルは、患者固有の解剖学的構造が不要で、モデルがすぐに必要な場合には最良の選択ではない可能性があります。
死体の骨から軟部組織を除去するために一般的に適用される方法には、手動洗浄、細菌マセレーション、化学的マセレーション、調理、および昆虫マセレーションが含まれます5,6。これらの方法の成功は、一般に、最終製品のコスト、時間、労力、設備、安全性、および品質に基づいています5,7。手動洗浄は最も多くの労力とかなりの時間を必要としますが、最小限の機器で済みます5。細菌浸軟は、サンプルを冷水または温水浴中に長期間、しばしば最大3週間放置することからなり、細菌が組織を分解することを可能にする6。これは不快な臭いを作り出し、細菌を処理するための追加の機器を必要とし、そしてユーザにバイオセキュリティの危険をもたらす5,6。カブトムシの使用は最小限の労力で非常に効果的ですが、コロニーの取得と動物の飼育が必要であり、まれに使用される場合は経済的投資とは見なされません6,7。化学的浸軟は、通常、トリプシン、ペプシン、およびパパインなどの酵素、または界面活性剤および酵素5,8などの物質を含有する市販の洗剤の使用を伴う。この方法はより速い結果を提供しますが、水酸化ナトリウム、アンモニア、漂白剤、ガソリンなどの使用される化学物質は、健康と安全のリスクを表し、個人用保護具(PPE)とヒュームフードを必要とする有害な臭いを生成する可能性があります5,7,8,9。最後に、拡張加熱は、別の最小限の集約的な方法を提供するが、換気を必要とする臭気を生じ得る10。
解剖学的骨モデルを準備するためのシンプルで安全かつ低コストの方法は、外科医、学生、教育者、および研究者にとって有用なツールを提供します。本稿では、不快な臭いや有害な化学物質を避け、最小限の機器と労力で詳細な手術モデルを作成する骨格骨モデルを作成するための新しい方法について説明します。

<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

骨モデルは、解剖学的理解の向上、術前の手術計画、術中の参照など、多くの目的に役立ちます。軟部組織の浸軟のためのいくつかの技術が、主に法医学的分析のために記載されている。臨床研究や医療用途では、これらの方法は、かなりの機器と専門知識を必要とし、コストがかかる3次元(3D)印刷モデルに取って代わられています。ここでは、死体の羊椎骨を、市販の食器用洗剤で標本を真空シールし、温水浴に浸し、続いて軟組織を手動で除去することによって洗浄した。これにより、悪臭の存在、有害化学物質の使用、設備の充実、高コストなど、従来の浸軟方法の欠点が解消されました。説明されている技術は、解剖学的詳細と構造を維持しながら、清潔で乾燥したサンプルを生成し、術前の計画と術中の参照に役立つ骨構造を正確にモデル化しました。この方法は、獣医学および人間医学の教育および手術計画のための骨モデル調製に単純かつ低コストであり、有効である。

このプロトコルに従って、外科的計画および参照のために、清潔で乾燥した羊腰椎柱モデルが作成されました。7つの腰椎からなるサンプルは、この方法を使用して4日以内に処理され、筋肉の大部分を除去するための1つの最初の浴と3つのその後の浴がありました。入浴の完了は、軟骨および結合組織が骨から除去される容易さによって示されました。これは軟骨の種類と位置によって異なり...

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

本プロトコルは、真空密封された温水浴浸漬技術による死体骨の浸軟および洗浄を記載している。これは、3次元(3D)印刷モデルの代替として、手術計画や医学教育のための解剖学的標本を作成するための低コストで安全かつ効果的な方法です。

解剖学的および外科的死体骨モデルの準備のための真空密閉温水浴浸漬

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

この方法は、他の利点の中でもとりわけ、研究者、臨床医、および外科医を外科的アプローチおよびインプラント配置について導くのに役立つネイティブの解剖学的構造を描写する正確な解剖学的骨モデルを生成します。この方法は、清潔で衛生的な解剖学的骨モデルを生成しますが、これは、これらのモデルをベッドサイドや手術室などに置くことを考慮すると重要です。3Dプリントされた解剖学的骨モデルと比較して、当社のモデルは低コストで安全で効果的な製造であり、またそれらの3Dモデルと比較して、骨の構造とネイティブの解剖学的構造はこれらの外科的骨モデルによってよりよく表されます。説明されている技術は、脊椎の正確な解剖学的骨モデルを作成することですが、この技術は、体の他の骨構造に簡単に外挿できます。この方法は、外科医、研究者、および臨床医に外科的技術の計画と実行の方法をよりよく通知し、また、病理学を認識するのに役立つ正常な骨の解剖学的構造が何であるかを彼らに知らせます。しかし、この技術は、さまざまな種からの他のさまざまな骨構造に簡単に外挿できます。まず、骨サンプルから鋭利な解剖ツールを使用して、筋肉、結合組織、脂肪などの軟組織を手動で取り除き、空気を取り除いた後、サンプルを熱で安全な密封可能なビニール袋に密封します。密封されたサンプルを摂氏70度の水浴に24時間完全に沈め、次にバッグをバスから取り出し、バッグを開き、サンプルを取り扱い可能になるまで冷まします。必要に応じて、鋭利なメスと流水を使用して、骨からできるだけ多くの軟組織を取り除きます。関節を解剖して軟骨組織を露出させるには、整形外科用ワイヤーやケーブルタイなどの材料を使用して関節をその場に保ち、解剖学的位置を維持します。食器用洗剤10ミリリットルと水道水10ミリリットルと一緒にサンプルを真空バッグに密封し、密封したサンプルを摂氏70度の水浴に24時間沈めます。バッグをバスから取り出した後、前に示した手順を繰り返して、骨に軟部組織材料がなくなるまでできるだけ多くの軟組織を取り除きます。最後に、サンプルを約48時間乾燥させます。ここでは、3Dプリントされた骨モデルと死体骨モデルの定性的比較を示します。これらの画像は、3Dプリントされたモデルが死体標本の細かい骨の細部を正確に詳述しておらず、特に横突起で骨の輪郭などの細かい詳細が失われていることを示しています。処理の同じステップで洗剤の有無にかかわらず処理された羊腰椎モデルをここに示します。これらの2つの画像から、色と質感の明らかな違いがわかります。この方法を再現するには、個人または研究グループは、解剖学的標本、温水浴、および真空シール装置にアクセスする必要があります。温水浴の前後に軟組織の解剖は技術的に要求が厳しくありませんが、ある程度の細かい運動能力と、鋭利な解剖装置やその他の手術器具の使用経験が必要です。

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

カルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステル（CFSE）を用いてヒト神経膠芽腫のスロー非分裂細胞の同定および単離

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

Models of Bone Metastasis

骨転移モデル

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

調整可能な剛性、ラット大腿骨骨切り術や分節骨欠損モデルの創外固定器

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

マウス腎臓移植：同種移植片拒絶のモデル

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

網膜タックと2部網膜上インプラント：ローカライズされた病理組織学的分析のための人工網膜を移植した処理の目のための技術

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

マウスリブを切除するための外科的手順：大規模ロング骨修復のためのモデル

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

マウスを用いた胃食道逆流の外科モデル

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

正常および病的脳機能を研究するために脳深部刺激でSaccadometryを使用します

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

皮膚外科神経切除：皮膚病のマウスモデルにおける神経のための要件をテストする方法

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

破壊強度試験および定量的CTベースの有限要素解析のための近位の死体大腿骨の準備

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