生物塑化技術

生物塑化技術

生物塑化是一種可以把組織保存得像活體一樣的特殊技術。它通過一種真空過程,用矽橡膠、環氧樹脂等活性高分子多聚物對生物標本進行滲透,所用多聚物的種類,決定了浸透了的標本的光學性能(透明或不透明)和機械性能(柔軟和堅韌)。塑化技術可以使標本的表面保持其原有的狀態,並可在顯微鏡水平保存細胞的結構,塑化標本乾燥、無味、耐用,可以長久保存,且易於學習。

基本介紹

  • 中文名:生物塑化技術
  • 領域:生物
  • 性質:特殊技術
  • 時間:1978年
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定義

生物塑化技術是將高分子化合物和真空物理學與生物學相結合,用於處理、保存和研究生物標本的一種技術。1978年,德國醫學博士哈根斯教授發明了生物塑化技術。
隨後哈根斯創辦的“人體世界”藝術展轟動了德國乃至全世界,他也成為全球第一個把“塑化人體標本”當成展覽品的人。20世紀80年代,哈根斯教授曾將一些經過塑化處理的人體標本在日本、英國等多個國家和地區公開展覽,反應非常熱烈。僅在日本,這個展覽就在7個城市進行了巡迴展出,參觀者超過250萬人次。哈根斯宣稱,這是為了讓人們發掘“皮膚下的奧秘”,進一步了解人體的自然結構,看見“表面所看不見”的東西,從中了解個體的獨特性。
國際學術界對生物塑化技術十分重視,1986年,國際生物塑化學會成立,每隔兩年召開一次國際學術會議,定期出版刊物、雜誌等。截至2011年,世界上已有30多個國家150多個研究所或研究室套用了該項技術。

原理

生物塑化技術,就是將生物體內的脂質和水分用液體矽橡膠最終取代的過程。其原理是,採用液態高分子多聚化合物作為生物塑化劑,替代細胞內的水分和脂質,經過聚合硬化,使之成為具有一定硬度和彈性的塑化標本。
利用生物塑化技術製作的生物體標本,乾燥、無毒、無味,擺脫了福馬林浸泡式標本強烈的刺激性氣味和對人體的傷害。這種標本結構清楚,感觀性狀良好,真實感強,保存期較長。

塑化技術步驟

(1)防腐處理:主要是採用福爾馬進行處理,目的是防止標本腐爛分解。
(2)脫水和脫脂:用丙酮在低溫下-20 ~ -30度下充當脫水劑、脫脂劑和中介溶劑。
(3)強制浸滲:負壓條件下,用矽橡膠、環氧樹脂等多聚物液體替換組織中的丙酮。
(4)聚合:採用氣體、光照或加熱等方法引發和加速標本中多聚物聚合。

塑化技術種類

(1)矽橡膠浸滲技術,主要用於教學標本的製作,製作出的標本柔軟而堅韌,套用最為廣泛;
(2)多聚化乳膠技術,主要用於考古中的木製品和厚的軀體斷層標本(>1cm)的製作,標本不透明且堅硬;
(3)環氧樹脂技術,主要用於薄的軀體和器官的斷層標本的製作,標本透明且不同組織的顏色也不同;
(4)聚酯共聚體技術,原主要用於腦的斷層標本的製作,它可以將灰質和白質明顯地區別開,現已取代環氧樹脂技術。

塑化技術流程

一是儲藏:要經過濃度為20%的福馬林灌注,然後在福馬林的真空包裝里放置至少4個月的時間,之後才可以解剖或運輸。福馬林在此起到的作用是固定,殺菌。
二是解剖:將屍體肌肉組織當中容易腐爛的脂肪物等一一剔除,暴露出來神經系統,肌肉和骨骼.清理一具人體標本,平均需要1500-2000個小時。
三是脫水:將解剖後的屍體泡在箱子裡進行脫水.生物塑化技術在這之前,屍體已經被浸染了福馬林,因此要在低溫的丙酮浸液中把福馬林排除,用丙酮進行置換。
四是切片定型:在冷凍狀態下,可以用鋸把屍體切成3.5厚的切片。人們可以通過這些切片區別受損與正常的器官.如吸菸的肺與正常肺的區別,脂肪肝與正常肝臟的區別等。屍體冷凍切片後做成各式各樣的造型。工作人員用小夾子、鋼針、針頭、木頭等用具把脫水的屍體一點一點地擺成造型.這時人體標本的肌肉,乾而澀,沒有一點彈性,一根根紅色血管及肌肉組織清晰可見。
五是真空置換:人體的70%是液體.利用塑化標本化技術,可以使屍體組織內的液體通過一個特殊的真空過程由活性塑膠如矽橡膠,環氧樹脂或聚合樹脂置換出來.但人體細胞及人體的本來面貌即使在顯微鏡下觀察都仍舊保持其保存前的狀態.這個過程主要分四步進行:固定.脫水.強制浸滲.硬化.經過丙酮置換的標本被放進艙內,用矽橡膠氣體熏蒸4個月,在催化劑和負壓的作用下,其中的丙酮就慢慢被有機矽置換出來,最終成為無毒,無味,能長久保存的成品標本.

套用領域

生物塑化技術廣泛套用於解剖學,結構精細,可以在完全自然的狀態下研究局部結構。
主要用於教學,多聚化乳膠標本不透明而且堅硬,用於考古中的木製品和厚的軀體斷層。環氧樹脂標本用於薄的軀體和器官的斷層,標本透明而且不同組織的顏色也不同,聚酯樹脂共聚體用於腦的斷層標本,它可以將灰質和白質明顯地區別開,塑化技術不僅適用於人體標本,也適用於動物植物標本的製作。
由於多聚物的良好的理化特性。矽橡膠標本可以有其獨特的解剖結構顯示方法。可以套用於醫學教學,醫學科研和科普宣傳中,生物塑化技術還可以套用於考古學,人類學和生物學等研究領域中,有效地保存考古資料,人類學資料和稀有動植物的原貌,這對於科學研究是非常有利的。

技術在中國

哈根斯本人曾於1996年在大連醫科大學任訪問學者,而大連醫科大學的教授隋鴻錦此前也曾在德國海德堡大學研修,師從哈根斯。1997年,哈根斯與大連醫科大學合作,成立國內首家生物塑化技術研究所,隋鴻錦出任所長。
1999年,馮·哈根斯生物塑化有限公司在大連高新技術園區成立,隋鴻錦任總經理。根據《瞭望東方雜誌》的報導,這所工廠投資一億多人民幣,是全球最大的人體標本加工廠。哈根斯表示,哈根斯公司研發、生產的80%都在大連分公司,其製作人體標本均用於商業性展出,而不作為教學用品向醫學院校提供。
2000年,隋鴻錦離開哈根斯公司,創辦了大連醫科大學生物塑化公司。在解釋倫理問題時,隋鴻錦表示,屍體和標本的概念不同,屍體本身沒有科學性,但展品展示的是經過複雜科學處理的人體結構標本,是解剖標本、科學標本,其價值不能與屍體等同。

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