CN106289856B - 一种大截面及大厚度脑组织切片的制作装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大截面及大厚度脑组织切片的制作装置及方法，属于生物组织学与病理学实验相关技术领域。装置部分主要包括具有凹槽的底座，凹槽用于防止切刀切割脑组织时与底座之间的干涉；所述底座的顶部分别与定位板和挡块可拆卸连接，挡块的高度高于所述定位板的高度；所述挡块为长方体，其左侧面作为待切面脑组织的基准面；其中，所述定位板上具有用于给切刀导向的导向槽。本发明所提供的支座装置，定位板和挡块均为可拆卸连接，方便更换。导向槽包括1条切块导向槽和4条切片导向槽,4条切片导向槽与定位板侧壁的距离均不相同，可以切割出不同厚度的脑组织切片。本发明有效解决了猪脑、牛脑等大截面及大厚度脑组织切片难以高质量制作的问题。

Description

一种大截面及大厚度脑组织切片的制作装置及方法

技术领域

本发明属于生物组织学与病理学实验相关技术领域，具体的说，是涉及一种大截面及大厚度脑组织切片的制作装置及方法。

背景技术

随着年龄的增长和工作、生活压力的增大，人脑内某些核团功能失调，导致一些精神活动障碍疾病，如抑郁症和帕金森病。此外，交通事故、跌倒等引起的脑撞击事件也屡见不鲜。

脑组织材料力学性能的准确判定有助于神经外科医师对脑组织各功能核团材料力学属性的准确认知，进而有助于神经外科医师对脑部病变程度的诊断、判定及手术方案的规划、实施。

受医学伦理及取材途径的限制，在生物医学研究过程中往往使用动物器官作为人类器官的替代品。猪脑和牛脑等高等哺乳动物的脑组织在生理结构和材料力学性能上接近于人脑，成为人脑组织材料力学性能研究的理想替代品。

在猪脑和牛脑等脑组织材料力学性能的研究过程中会大量使用大截面及大厚度的脑组织切片。大截面脑组织切片不仅可以观察并测试病变核团的全貌及材料力学属性，还可以观察并测试周围和远隔部位的组织情况，特别是沿手术路径的连续全组织情况。

另一方面，在测试各功能核团的材料力学属性时，根据实验方案的需要，大截面脑组织切片的厚度一般大于5mm。然而，目前振动切片机的振动幅度一般为0～1mm，无法满足大厚度脑组织切片的制作需求。

而脑组织切片模具一般仅面向于大、小鼠脑组织切片的制作过程，凹模体积较小，猪脑、牛脑等无法直接放置在凹模中；以往实验报导大多利用切刀采用手工直接切割的方式制作大截面、大厚度脑组织切片，脑组织切片往往厚薄不均，表面起伏不整，切片的上下表面并不平行，不易制作出规范平整的大截面及大厚度的脑组织切片，给后续材料力学属性的测试增加困难。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种大截面及大厚度脑组织切片的制作装置。本发明通过设计全新的结构，有效解决了猪脑、牛脑等大截面及大厚度脑组织切片难以高质量制作的问题。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大截面及大厚度脑组织切片的制作装置，包括：

具有凹槽的底座，凹槽用于防止切刀切割脑组织时与底座之间的干涉；

所述底座的顶部分别与定位板和挡块可拆卸连接，挡块的高度高于所述定位板的高度；

所述挡块为长方体，其左侧面作为待切面脑组织的基准面，底面具有2个螺纹孔；

其中，所述定位板上具有用于给切刀导向的导向槽。

优选的，所述定位板的顶面和底面均为正方形，其长度与凹槽的长度相同，定位板上具有5条导向槽；任一条导向槽至少平行于定位板的一个侧面；定位板上还有4个中心对称的沉头通孔，便于调整定位板在底座上的左右位置，使其紧贴挡块的左侧面。

优选的，所述底座的顶面左侧具有3个螺纹孔，3个螺纹孔与所述定位板上中心对称的沉头通孔相适配；所述底座的顶面右侧有2个沉头通孔，与所述挡块的螺纹孔相适配。

优选的，所述定位板上中心对称的沉头通孔可保障定位板上毗邻任意边导向槽与挡块配合使用。

优选的，所述导向槽包括至少1条切块导向槽及4条切片导向槽。

优选的，所述切片导向槽分别平行于定位板的侧面，切片导向槽右侧面与定位板毗邻侧面的距离即为脑组织切面的厚度尺寸。

优选的，任一切片导向槽距定位板相应毗邻侧面的距离均不相同，按脑组织切片厚度要求提前制定。

在提供上述结构方案的同时，本发明还提供了一种利用上述装置制作脑组织切片的方法，主要步骤如下：

A、将底座、定位板和挡块按要求连接固定；

B、将整个脑组织置于定位板上，按测试部位的要求将脑组织切割平面置于切块导向槽所在的平面；

C、将切刀插入所述凹槽上方的切块导向槽中，使切刀右侧面紧靠切块导向槽的右侧面，在导向槽右侧面的导向作用下对整个脑组织进行快速切割、分离，使脑组织具有第一个切面；

D、将所述的切面紧贴所述挡块的左侧面，然后再次将切刀插入挡块左侧的切片导向槽中，在导向槽的导向作用下对脑组织快速切割、分离，则具有第二个切面的脑组织切片制作完成；

E、重复步骤D将制作出多个高质量的大截面及大厚度脑组织切片。

本发明的有益效果是：

(1)解决了以猪脑、牛脑等作为材料的实验过程中，大截面及大厚度脑组织切片难以高质量制作的问题。

(2)解决了现有振动切片机因振动幅度小无法制作大厚度脑组织切片，脑组织切片模具因凹模体积小无法放置整个猪脑或牛脑的问题。

(3)为待切割脑组织提供了平整的基准面和准确的切割导向面，且基准面和导向面平行。且导向槽的宽度略大于切刀宽度的设计既保障了切割动作的顺畅又保障了切割动作的稳定。

(4)可有效解决手工直接切割制作的大截面及大厚度的脑组织切片表面起伏不整、上下表面不平行的问题，可有效消除大截面及大厚度脑组织切片不规范给后续材料力学属性的测试增加的困难。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中底座的结构示意图；

图3是本发明中定位板的结构示意图；

图4是本发明中底座与挡块的配合图；

图5是利用本发明进行切块的状态示意图；

图6是利用本发明进行切片的状态示意图；

图7是脑组织切片的示意图；

图中：101、底座，102、沉头通孔，103、凹槽，104、螺纹定位孔，2、切刀，301、定位板，302、沉头通孔，401、待切割脑组织，402、脑组织切块，5、挡块，601、切片导向槽，602、切块导向槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1：一种大截面及大厚度脑组织切片的制作装置，其结构如图1-4所示，包括：

具有长方体结构凹槽103的底座101、定位板301和挡块5。底座101的上部左侧具有3个螺纹定位孔104，其中3个螺纹定位孔104是用于与定位板301进行配合的，上部右侧具有2个沉头通孔102，2个沉头通孔102是用于与挡块5配合的。

所述定位板301上具有4个沉头通孔302，沉头通孔302的小径略大于配合使用的螺钉的外径，方便调整定位板301在底座101上的左右位置使其贴紧底座101右侧挡块5的左侧面。其中，沉头通孔302为4个，呈中心对称设置，可保证定位板301任意侧面与挡块5左侧面的配合使用，且定位板301为长方体结构。

挡块5则可利用螺钉将带螺钉孔的挡块5固定在底座101上。

挡块5的上、下表面与侧面相互垂直，挡块5的右侧面对齐底座101的右侧面；底座101的前端为允许切刀2切割动作的凹槽103，能防止切割时底座101与切刀2之间的干涉。所述挡块5的高度高于所述定位板301的高度。

定位板301安装在底座101上，其侧面与上、下表面相互垂直；每个侧面旁开5～10mm处设有分别与其平行的切片导向槽601，切片导向槽601与相邻侧面的具体距离根据脑组织切片厚度的需要分别设定不同数值，即A、B、C和D均不相同，可满足不同厚度脑组织切片的制作要求。例如：A为5mm，B为6mm，C为7mm，D为8mm。

定位板301的中部还有一条切块导向槽602，用于猪脑、牛脑等脑组织的初步切割、分离。

本发明中，切片导向槽601和切块导向槽602的宽度略大于切刀2的厚度。两种导向槽可利用激光打标机切割成型。切刀2的右侧边贴紧导向槽的右侧面作为切割动作的导向面。

使用时，将各部分的切割分离面紧贴挡块5的左侧面，将切刀2嵌入挡块5左侧的导向槽内，使切刀2右侧面紧靠导向槽的右侧面，利用导向槽的右侧面作为切割动作的导向面，便可快速切割所需厚度的平整的大截面脑组织切片。

实施例2：

本实施例涉及脑深部刺激手术中丘脑底核穿刺路径上的5mm厚猪脑组织切片的制作。

猪脑半球在形态及生理结构上左右对称，材料力学属性相同，因此每个猪脑半球都有一条合适的穿刺路径。可利用定位板301中部的切块导向槽将猪脑组织从正中矢状面切割、分离。

参考图5所示，首先将与导向槽距离为5mm的侧面贴紧挡块5的左侧面放置。将猪脑正中矢状面与定位板301的切块导向槽602的右侧面对齐，将切刀2嵌入切块导向槽602内，使切刀2的右侧面紧靠切块导向槽602的右侧面，利用切块导向槽602的右侧面作为切割动作的导向面将猪脑快速切割为左、右两半球。

即根据丘脑底核脑深部刺激手术穿刺路径规划的要求，穿刺起点位于额中回，穿刺终点为丘脑底核。在脑图谱及磁共振影像资料的指导下，用手辅助将其中一个猪脑半球以特定的姿态放置在定位板301上，使包含穿刺路径的切割平面与切块导向槽602右侧面重合。将切刀嵌入切块导向槽602内，使切刀右侧面紧靠导向槽的右侧面，利用导向槽的右侧面作为切割动作的导向面将猪脑半球快速切割为左、右两部分。

参考图6所示，选取其中任一部分，使刚完成的切割平面贴紧挡块5的左侧面，将切刀2嵌入挡块5切片导向槽601内，使切刀右侧面紧靠导向槽的右侧面，同样利用导向槽的右侧面作为切割动作的导向面快速切割，便可得到如图7所示的包含丘脑底核穿刺路径、上下表面平行且整齐、大截面大厚度脑组织切片。

实施例3：

本实施例涉及猪脑冠状面上6mm厚脑组织切片的制作。

应用实施例1所提供的装置，对涉及猪脑冠状面上6mm厚脑组织切片制作的过程与原理如下：

针对脑撞击事件，脑组织各核团在垂直冠状面方向上的材料力学性能具有很大的指导价值。

首先将与切块导向槽601距离为6mm的侧面贴紧挡块5的左侧面放置。参考图5和图6所示，利用定位板301的切块导向槽602将整个猪脑组织从冠状面切割、分离，形成经过目标核团的冠状切割平面。使刚完成的冠状切割平面贴紧挡块5的左侧面，将切刀嵌入挡块5左侧的边距6mm的直线槽内，使切刀右侧面紧靠切片导向槽602的右侧面，同样利用切片导向槽602的右侧面作为切割动作的导向面快速切割，便可得到如图7所示的包含目标核团的冠状大截面及大厚度猪脑组织切片。

实施例4：

本实施例涉及牛脑矢状面上7mm厚脑组织切片的制作。

针对脑撞击事件，脑组织各核团在垂直矢状面方向上的材料力学性能具有很大的指导价值。

首先将与导向槽距离为7mm的定位板301的侧面贴紧挡块5的左侧面放置。参考图5和图6所示，利用定位板301的切块导向槽602将整个牛脑组织从矢状面切割、分离，形成经过目标核团的矢状切割平面。使刚完成的矢状切割平面贴紧挡块5的左侧面，将切刀嵌入挡块5左侧的边距7mm的导向槽内，使切刀2右侧面紧靠导向槽的右侧面，同样利用导向槽的右侧面作为切割动作的导向面快速切割，便可得到如图7所示的包含目标核团的矢状大截面及大厚度牛脑组织切片。

实施例5：

本实施例涉及牛脑轴向面上8mm厚脑组织切片的制作。

针对脑撞击事件，脑组织各核团在垂直轴向面方向上的材料力学性能具有很大的指导价值。首先将与切片导向槽601距离为8mm的侧面贴紧挡块5的左侧面放置。参考图5和图6所示，利用定位板301上的切块导向槽将整个牛脑组织从轴向面切割、分离，形成经过目标核团的轴向切割平面。使刚完成的轴向切割平面贴紧挡块5的左侧面，将切刀嵌入挡块5左侧的边距8mm的导向槽内，使切刀右侧面紧靠导向槽的右侧面，同样利用导向槽的右侧面作为切割动作的导向面快速切割，便可得到如图7所示的包含目标核团的轴向大截面及大厚度牛脑组织切片。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种大截面及大厚度脑组织切片的制作装置，其特征在于，包括：

具有凹槽的底座，凹槽用于防止切刀切割脑组织时与底座之间的干涉；

所述底座的顶部分别与定位板和挡块可拆卸连接，挡块的高度高于所述定位板的高度；

所述挡块为长方体，其左侧面作为待切面脑组织的基准面；

所述定位板的顶面和底面均为正方形，定位板的侧面与顶面、底面相互垂直,定位板的长度与凹槽的长度相同；定位板上具有用于给切刀导向的5条导向槽；任一条导向槽至少平行于定位板的一个侧面；所述导向槽包括至少1条切块导向槽及4条切片导向槽；所述4条切片导向槽分别平行于定位板的4个侧面，相邻侧面对应的切片导向槽相互垂直；切片导向槽右侧面与定位板毗邻侧面的距离即为脑组织切面的厚度尺寸；任一切片导向槽距定位板相应毗邻侧面的距离均不相同；在切割不同厚度脑组织切片时，只需要调整一下定位板的方位，使距离值合适的导向槽与挡块的左侧面平行，然后再利用切刀进行切割即可；

在所述的定位板上还有4个中心对称的沉头通孔，便于调整定位板在底座上的左右位置，使其紧贴挡块的左侧面。

2.根据权利要求1所述的制作装置，其特征在于，所述底座的顶面左侧具有3个螺纹孔，3个螺纹孔与所述定位板上中心对称的沉头通孔相适配；所述底座的顶面右侧有2个沉头通孔，与所述挡块的螺纹孔相适配。

3.根据权利要求1所述的制作装置，其特征在于，所述定位板上中心对称的沉头通孔可保障定位板上毗邻任意边导向槽与挡块配合使用。

4.一种利用权利要求1-3任一项所述的装置制作脑组织切片的方法，其特征在于，步骤如下：

A、将底座、定位板和挡块按要求连接固定；

B、将整个脑组织置于定位板上，按测试部位的要求将脑组织切割平面置于切块导向槽所在的平面；

C、将切刀插入所述凹槽上方的切块导向槽中，使切刀右侧面紧靠切块导向槽的右侧面，在导向槽右侧面的导向作用下对整个脑组织进行切割与分离，使脑组织具有第一个切面；

D、将所述的切面紧贴所述挡块的左侧面，然后再次将切刀插入挡块左侧的切片导向槽中，在导向槽的导向作用下对脑组织的切割与分离，则具有第二个切面的脑组织切片制作完成；

E、重复步骤D将制作出多个的大截面及大厚度脑组织切片。