一種利用環氧樹脂包埋真空凍干人體解剖學標本的方法

王 強 孟 澤 賈 芳 喬軍偉 張 葉 宋青山 帖衛芳

(河套學院醫學系 內蒙古巴彥淖爾 015000)

人體解剖學是醫學教育中最為基礎的形態學課程，教學內容直觀性強，實踐教學非常重要。雖然學習人體解剖學的方法與技術層出不窮，但是，在人體解剖學的教學中，任何類型的教學資源都不能代替人體解剖學標本在解剖教學中的地位。從長遠來看，人體解剖學標本是稀缺資源，為了更好地重復利用好人體解剖學標本，必須解決好人體解剖學標本的保存問題。在人體解剖學學科發展史上，長期以來5%甲醛水溶液在人體標本保存方面起重要作用，但是大量研究證實，甲醛屬于劇毒物質，對人體解剖學的學習者存在明顯的危害。

為了減少甲醛在教學過程中對師生健康的危害，人體解剖學工作者不斷探索新的人體標本保存方法，如塑化標本技術、自然凍干標本技術、樹脂包埋技術等。但上述方法均存在一定不足：塑化標本技術制作周期長，一件標本通常需要一年以上的制作周期，且在制作過程中需要大量使用丙酮、硅橡膠等對環境有害的試劑；自然凍干標本技術制作周期長，使用三氧化二砷等劇毒物質；樹脂包埋技術主要用于斷層、鑄型標本的制作。為此，筆者通過反復試驗研究，探索了一種用環氧樹脂包埋真空凍干人體解剖學標本的方法。

一、材料與方法

（一）標本準備

選取福爾馬林充分固定的尸體，取材體積較小的器官，最好不超過0.01m3。如肝、腦、心、腎、甲狀腺、胸腺、胰腺、胃、小腸（一段）、子宮、卵巢、睪丸、直腸、骨、單塊肌肉等。首先，常規制作標本，剔除器官周邊多余組織，充分暴露器官重要結構，然后進行脫脂、漂白。

（二）標本凍干

1.真空凍干技術原理

真空凍干技術屬于一種特殊的干燥技術，基本原理是應用水的氣態、液態、固態三相的互相轉化而實現的[1]。傳統冷凍標本的干燥過程為：標本中的水由固態變為液態，再由液態變為氣態蒸發實現干燥過程。凍干技術采用相應的設備，使標本預冷至零下30攝氏度左右，在真空條件下，提供低溫熱源，使冷凍標本中的水直接由固態升華為水蒸氣，從而達到脫水干燥的目的。經凍干技術處理的標本，體積無縮小、內部疏松多孔、色澤無改變，非常有利于環氧樹脂滲透其中。

2.真空凍干技術設備

真空凍干技術設備一般包括干燥箱、制冷機、真空泵、加熱器等。干燥箱是凍干設備中的重要結構，標本的預凍、干燥都將在其內部進行；制冷系統非常關鍵，為標本提供預冷及維持冷凍狀態的制冷作用；真空泵為標本提供接近真空的環境，使標本中的冰凍水直接升華為水蒸氣，并將水蒸氣不斷抽出干燥箱；加熱器對干燥箱內標本提供低溫、持續的熱源，加速干燥過程。

（三）標本包埋

1.包埋材料

環氧樹脂A劑、環氧樹脂B劑、有機玻璃標本盒、真空泵、量筒、打磨機、拋光機等。

2.制作尺寸適當的有機玻璃標本盒

測量標本的長、寬、高，然后根據標本的尺寸制作有機玻璃盒。有機玻璃材料要選用厚度為5mm的高透明度澆鑄板材；有機玻璃盒內部長、寬的實際尺寸要較標本尺寸大1cm，高要較標本的實際高度大3-4cm；有機玻璃盒頂部開放，不封閉，便于灌入環氧樹脂混合液。

3.配制環氧樹脂

測算有機玻璃盒容積，再估算標本的體積，用有機玻璃盒的容積減去標本的體積就是需要配制的環氧樹脂的體積數量，實際配制的量要比測算的多300-500ml。環氧樹脂配制的體積比為A劑：B劑=2.5：1[2]，配制時先用量筒量取環氧樹脂A劑，倒入容器中備用，然后用另一量筒量取環氧樹脂B劑緩緩倒入盛有A劑的容器中，然后用玻璃棒沿一個方向緩緩攪拌，直至混合液完全透明、稀薄。

4.環氧樹脂混合液消除氣泡

將盛有混合液的容器放入真空桶內，開啟真空泵，真空壓力控制在0.08MPA，時間約為5min，直至混合液內無大氣泡溢出。

5.包埋標本

將標本放入標本盒，并調整位置，展現標本最佳的觀賞角度。然后將已消除氣泡的環氧樹脂沿有機玻璃盒內壁緩緩倒入，使液面高于標本1-2cm。然后將盛有標本與環氧樹脂混合液的有機玻璃盒置入真空桶，開啟真空泵，真空壓力控制在0.05-0.08MPA之間，持續約10min，直至液體中無大氣泡溢出。然后將有機玻璃盒取出，注意防潮、防塵，于平整臺面靜置48小時，待環氧樹脂完全固化。

6.后期處理

環氧樹脂完全固化后，將盒子頂部多余的有機玻璃用打磨機打磨平整，然后用拋光機將斷面拋光處理，置于室內保存，注意避光。

二、結果

使用環氧樹脂包埋凍干人體解剖學標本，操作流程相對簡便，包埋過程一次性完成，完全固化時間短（一般不超過48小時），透明度高（90%以上），氣泡極少，無分層現象，具有良好的耐沖擊性、耐久性、耐候性，便于保存。

三、討論

（一）環氧樹脂A劑:B劑比例對固化時間的影響

環氧樹脂是一類分子中含有兩個以上的環氧基團，在適當條件下能形成三維交聯網絡固化物的化合物總稱[3]。在固化前，環氧樹脂是一種環氧低聚物，而固化后，則會形成一種樹脂網絡結構，且固化后的收縮率較小。環氧樹脂A劑主要成分是環氧樹脂及其他改性劑，如聚氨酯（PU）、聚酰亞胺（PI）、雙馬來酰亞胺（BMI）、聚醚酮、聚砜（PSF）和聚酯等；環氧樹脂B劑是固化劑，環氧樹脂固化劑是與環氧樹脂發生化學反應，形成網狀立體聚合物，使線型樹脂變成固體的添加劑。室溫條件下一般使用脂肪族多元胺較多，如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等[4]。此類多元胺活性較大，能在室溫使環氧樹脂交聯固化。在配制環氧樹脂混合液時，可以通過改變A劑與B劑的比例來調整固化時間，一般情況下，A劑：B劑的體積比為2.5：1。如果標本體積較大，為防止在充分消泡前環氧樹脂混合液已發生一定程度的固化，可以減少B劑的用量，如A劑：B劑的體積比調整為3：1或3.5：1；如果標本體積較小，為縮短固化時間，可以適當增加B劑的用量，如A劑：B劑的體積比調整為2：1。

（二）標本體積大小對包埋效果的影響

環氧樹脂包埋真空凍干解剖學標本，一定要注意標本體積對包埋效果的影響。首先，因為環氧樹脂的固化過程是一個產熱反應，所以如果標本體積過大，包埋使用的環氧樹脂質量較大，固化過程如果散熱不佳，可能會導致爆聚現象；其次，環氧樹脂包埋真空凍干解剖學標本，消泡是一個關鍵步驟，消泡效果直接影響標本質量，如果標本體積過大，容易出現消泡過程長、消泡不徹底等問題，影響標本質量。

（三）標本盒頂端要有足夠空間

將環氧樹脂混合液灌入有機玻璃盒時，一定要使液面距盒子頂部2cm以上，因為在真空環境下，混合液中的氣泡會劇烈溢出，如同沸水一般，混合液飛濺到盒子外壁會影響到包埋標本的整體質量。

（四）固化過程不可加熱

一般情況下，加熱可以加速標本固化過程，但在制作真空凍干人體解剖學標本的過程中，嚴禁對包埋標本加熱。首先，包埋標本環氧樹脂的用量較大，加熱可能增加爆聚發生的概率；其次，有機玻璃盒在加熱過程中可能發生熱融、軟化、變形、起泡等問題。

（五）紫外線對包埋標本的影響

包埋標本制作完成后，一定要避光保存。因為環氧樹脂固化物中存在苯環，分子鏈上存在大量不飽和雙鍵，在紫外線長期照射下易變色，導致透明性、絕緣性、強度等指標大幅度下降。

四、結束語

環氧樹脂包埋真空凍干人體解剖學標本的制作方法較為簡便，易于操作，成品美觀耐用，為常規人體解剖學標本的保存提供了一個有意義的探索方向。