一种利用环氧树脂包埋真空冻干人体解剖学标本的方法

王 强 孟 泽 贾 芳 乔军伟 张 叶 宋青山 帖卫芳

(河套学院医学系 内蒙古巴彦淖尔 015000)

人体解剖学是医学教育中最为基础的形态学课程，教学内容直观性强，实践教学非常重要。虽然学习人体解剖学的方法与技术层出不穷，但是，在人体解剖学的教学中，任何类型的教学资源都不能代替人体解剖学标本在解剖教学中的地位。从长远来看，人体解剖学标本是稀缺资源，为了更好地重复利用好人体解剖学标本，必须解决好人体解剖学标本的保存问题。在人体解剖学学科发展史上，长期以来5%甲醛水溶液在人体标本保存方面起重要作用，但是大量研究证实，甲醛属于剧毒物质，对人体解剖学的学习者存在明显的危害。

为了减少甲醛在教学过程中对师生健康的危害，人体解剖学工作者不断探索新的人体标本保存方法，如塑化标本技术、自然冻干标本技术、树脂包埋技术等。但上述方法均存在一定不足：塑化标本技术制作周期长，一件标本通常需要一年以上的制作周期，且在制作过程中需要大量使用丙酮、硅橡胶等对环境有害的试剂；自然冻干标本技术制作周期长，使用三氧化二砷等剧毒物质；树脂包埋技术主要用于断层、铸型标本的制作。为此，笔者通过反复试验研究，探索了一种用环氧树脂包埋真空冻干人体解剖学标本的方法。

一、材料与方法

（一）标本准备

选取福尔马林充分固定的尸体，取材体积较小的器官，最好不超过0.01m3。如肝、脑、心、肾、甲状腺、胸腺、胰腺、胃、小肠（一段）、子宫、卵巢、睾丸、直肠、骨、单块肌肉等。首先，常规制作标本，剔除器官周边多余组织，充分暴露器官重要结构，然后进行脱脂、漂白。

（二）标本冻干

1.真空冻干技术原理

真空冻干技术属于一种特殊的干燥技术，基本原理是应用水的气态、液态、固态三相的互相转化而实现的[1]。传统冷冻标本的干燥过程为：标本中的水由固态变为液态，再由液态变为气态蒸发实现干燥过程。冻干技术采用相应的设备，使标本预冷至零下30摄氏度左右，在真空条件下，提供低温热源，使冷冻标本中的水直接由固态升华为水蒸气，从而达到脱水干燥的目的。经冻干技术处理的标本，体积无缩小、内部疏松多孔、色泽无改变，非常有利于环氧树脂渗透其中。

2.真空冻干技术设备

真空冻干技术设备一般包括干燥箱、制冷机、真空泵、加热器等。干燥箱是冻干设备中的重要结构，标本的预冻、干燥都将在其内部进行；制冷系统非常关键，为标本提供预冷及维持冷冻状态的制冷作用；真空泵为标本提供接近真空的环境，使标本中的冰冻水直接升华为水蒸气，并将水蒸气不断抽出干燥箱；加热器对干燥箱内标本提供低温、持续的热源，加速干燥过程。

（三）标本包埋

1.包埋材料

环氧树脂A剂、环氧树脂B剂、有机玻璃标本盒、真空泵、量筒、打磨机、抛光机等。

2.制作尺寸适当的有机玻璃标本盒

测量标本的长、宽、高，然后根据标本的尺寸制作有机玻璃盒。有机玻璃材料要选用厚度为5mm的高透明度浇铸板材；有机玻璃盒内部长、宽的实际尺寸要较标本尺寸大1cm，高要较标本的实际高度大3-4cm；有机玻璃盒顶部开放，不封闭，便于灌入环氧树脂混合液。

3.配制环氧树脂

测算有机玻璃盒容积，再估算标本的体积，用有机玻璃盒的容积减去标本的体积就是需要配制的环氧树脂的体积数量，实际配制的量要比测算的多300-500ml。环氧树脂配制的体积比为A剂：B剂=2.5：1[2]，配制时先用量筒量取环氧树脂A剂，倒入容器中备用，然后用另一量筒量取环氧树脂B剂缓缓倒入盛有A剂的容器中，然后用玻璃棒沿一个方向缓缓搅拌，直至混合液完全透明、稀薄。

4.环氧树脂混合液消除气泡

将盛有混合液的容器放入真空桶内，开启真空泵，真空压力控制在0.08MPA，时间约为5min，直至混合液内无大气泡溢出。

5.包埋标本

将标本放入标本盒，并调整位置，展现标本最佳的观赏角度。然后将已消除气泡的环氧树脂沿有机玻璃盒内壁缓缓倒入，使液面高于标本1-2cm。然后将盛有标本与环氧树脂混合液的有机玻璃盒置入真空桶，开启真空泵，真空压力控制在0.05-0.08MPA之间，持续约10min，直至液体中无大气泡溢出。然后将有机玻璃盒取出，注意防潮、防尘，于平整台面静置48小时，待环氧树脂完全固化。

6.后期处理

环氧树脂完全固化后，将盒子顶部多余的有机玻璃用打磨机打磨平整，然后用抛光机将断面抛光处理，置于室内保存，注意避光。

二、结果

使用环氧树脂包埋冻干人体解剖学标本，操作流程相对简便，包埋过程一次性完成，完全固化时间短（一般不超过48小时），透明度高（90%以上），气泡极少，无分层现象，具有良好的耐冲击性、耐久性、耐候性，便于保存。

三、讨论

（一）环氧树脂A剂:B剂比例对固化时间的影响

环氧树脂是一类分子中含有两个以上的环氧基团，在适当条件下能形成三维交联网络固化物的化合物总称[3]。在固化前，环氧树脂是一种环氧低聚物，而固化后，则会形成一种树脂网络结构，且固化后的收缩率较小。环氧树脂A剂主要成分是环氧树脂及其他改性剂，如聚氨酯（PU）、聚酰亚胺（PI）、双马来酰亚胺（BMI）、聚醚酮、聚砜（PSF）和聚酯等；环氧树脂B剂是固化剂，环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，使线型树脂变成固体的添加剂。室温条件下一般使用脂肪族多元胺较多，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]。此类多元胺活性较大，能在室温使环氧树脂交联固化。在配制环氧树脂混合液时，可以通过改变A剂与B剂的比例来调整固化时间，一般情况下，A剂：B剂的体积比为2.5：1。如果标本体积较大，为防止在充分消泡前环氧树脂混合液已发生一定程度的固化，可以减少B剂的用量，如A剂：B剂的体积比调整为3：1或3.5：1；如果标本体积较小，为缩短固化时间，可以适当增加B剂的用量，如A剂：B剂的体积比调整为2：1。

（二）标本体积大小对包埋效果的影响

环氧树脂包埋真空冻干解剖学标本，一定要注意标本体积对包埋效果的影响。首先，因为环氧树脂的固化过程是一个产热反应，所以如果标本体积过大，包埋使用的环氧树脂质量较大，固化过程如果散热不佳，可能会导致爆聚现象；其次，环氧树脂包埋真空冻干解剖学标本，消泡是一个关键步骤，消泡效果直接影响标本质量，如果标本体积过大，容易出现消泡过程长、消泡不彻底等问题，影响标本质量。

（三）标本盒顶端要有足够空间

将环氧树脂混合液灌入有机玻璃盒时，一定要使液面距盒子顶部2cm以上，因为在真空环境下，混合液中的气泡会剧烈溢出，如同沸水一般，混合液飞溅到盒子外壁会影响到包埋标本的整体质量。

（四）固化过程不可加热

一般情况下，加热可以加速标本固化过程，但在制作真空冻干人体解剖学标本的过程中，严禁对包埋标本加热。首先，包埋标本环氧树脂的用量较大，加热可能增加爆聚发生的概率；其次，有机玻璃盒在加热过程中可能发生热融、软化、变形、起泡等问题。

（五）紫外线对包埋标本的影响

包埋标本制作完成后，一定要避光保存。因为环氧树脂固化物中存在苯环，分子链上存在大量不饱和双键，在紫外线长期照射下易变色，导致透明性、绝缘性、强度等指标大幅度下降。

四、结束语

环氧树脂包埋真空冻干人体解剖学标本的制作方法较为简便，易于操作，成品美观耐用，为常规人体解剖学标本的保存提供了一个有意义的探索方向。