JP2004513340A - 組織ブロックを切片化するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、一様な一作業プロセスで、臓器および不規則な組織ブロックを所定の厚さおよび向きの組織切片に切片化するための装置および方法からなる。組織は、平行な溝の対向する２つのアレイを備える包埋容器に注入されたアルギン酸塩の重合体に包埋する。固化後、重合体および包埋された組織ブロックを、所定の厚さの薄片に切片化することができる。これは、剃刀の刃で、包埋容器内の平行な溝のアレイを通って切断することによって達成される。最後に、包埋容器の側部を取り外すことによって、組織およびアルギン酸塩の重合体を取り出し、所定の、かつしばしば均等な厚さの、一連の平行切片を得ることができる。

Description

【０００１】
本発明は、組織ブロックを切片化するための装置および方法に関する。
【０００２】
小さい臓器、例えば齧歯類の脳は、その臓器と相似の内部プロフィルを有する金属製容器を用いて、均等な厚さおよび向きの切片に切断することができる。これら公知の技術の金属製容器はまた、剃刀の刃を収容できる１組の平行な溝も有する。この技術を用いて、一連の剃刀の刃によって切断した後、均等な厚さの一連の平行切片を得ることができる。しかし、公知の技術の金属製容器には、問題の臓器または組織に内部プロフィルが完全には嵌合せず、切片化した臓器または組織の取外しが困難であるという欠点がある。これらの問題を解決するために、本発明は、国際特許出願ＷＯ００／３７９１８号に記載の、アルギン酸塩と水の低温重合物中への臓器または組織の包埋法を利用する。その包埋技術は、切断手順時に臓器を保護し、臓器を囲むアルギン酸塩重合体の精確な嵌合により臓器の変形を最小限に軽減するものである。
【０００３】
ＷＯ００／３７９１８から、包埋された組織を切断して薄片にするための機器も知られている。しかし、この機器および切断技術は、包埋された組織を切断するときの剃刀の刃のアレイの摩擦係数が高く、特に小さい臓器または小さい組織ブロックに薄片化プロセスを実施するのに時間がかかるので、不適切なことがある。
【０００４】
この理由から、本発明の目的は、いずれの臓器または組織に使用でき、比較顕微鏡／デジタル画像解析および定量立体解析用の試料を調製するために、小さい臓器または組織ブロックに迅速に使用できる、切断用の装置および方法を提供することである。
【０００５】
この目的は、組織ブロックを所定の厚さおよび向きの薄片に切片化するための装置によって達成され、前記装置には、基部部材上に包埋チャンバを形成して、この包埋チャンバ手段によって組織ブロックを収容する容器を形成する手段であって、組織ブロックを前記包埋チャンバ手段内でアルギン酸塩の包埋物に成形できる手段と、この包埋チャンバ内で組織ブロックを精密に薄片化するための手段であって、切断用の刃を受け取って包埋チャンバ手段内に案内するための、平行な溝の対向する２つのアレイを含む手段とが含まれる。
【０００６】
第１の実施態様では、本発明は、組織ブロックを所定の厚さおよび向きの薄片に切片化するための装置に関し、前記装置が組織ブロックを収容するための管状の上方部材を含み、この上方部材が基部部材上の円筒形基部カラム上に伸縮式に取り付けられて、上方位置にある上方部材とこの円筒形カラムの端部とによって組織を収容する容器を形成しており、前記上方部材には、切断用の刃を受け取って案内するためのいくつかの平行な溝が設けられている。
【０００７】
したがって、本発明は、組織ブロックを所定の厚さおよび向きの薄片に切片化する方法に関し、適当な間隔にある一連の平行な切断溝を備える上部部材を選択する工程と、上方位置にある上方部材と基部カラムとによって形成された容器内に組織ブロックを配置する工程と、前記容器内の組織ブロックまたは臓器全体を包埋物に成形する工程と、包埋された組織を切断して切片にする工程と、上方部材を引っ込めて組織切片を取り出す工程とを含む。
【０００８】
これにより、小さい組織ブロックまたは臓器の顕微鏡検査に特に有用な、単純かつ迅速に操作できる切片化装置が提供される。本発明による装置によって、組織ブロックを包埋チャンバ内に所定の向きで位置決めすることができるので、その後の切片化によって形成される薄片が、顕微鏡／デジタル画像解析および定量立体解析用の切片に対応することができる。組織ブロックを、それが包埋されているのと同一のチャンバ内で切断すると、包埋された組織ブロックが成形容器から取り出されずに切片化機器内の対応する位置に位置決めされるので、非常に精密な切片を得ることができ、これによって単純かつ素早く使用できる装置が提供され、さらに組織ブロックの精密な切片が提供される。
【０００９】
切断装置の基部カラムのピストン運動によって、切断後の、臓器および包埋物、すなわちアルギン酸塩重合体を取り出すための単純な解決策が提供される。同様に、アルギン酸塩は、組織薄片から容易に引き離される。この機器は、定量不偏立体解析（ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｕｎｂｉａｓｅｄ　ｓｔｅｒｅｏｌｏｇｙ）（ＣＶ　Ｈｏｗａｒｄ　ａｎｄ　ＭＧ　Ｒｅｅｄ　Ｕｎｂｉａｓｅｄ　Ｓｔｅｒｅｏｌｏｇｙ．Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ＢＩＯＳ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｏｘｆｏｒｄ，１９９８）の要件を満たしており、また生化学／生理学実験で、新鮮な組織または臓器の組織薄片の調製にも使用することができる。
【００１０】
好ましい実施態様では、上方部材および対応する基部カラムが円筒形である。この形状は、生産が比較的安価で、高い正確度を提供するものであり、また、この特定の形状の切片化装置では、上方部材を基部カラムに対して相対的に回転させることもでき、このことが、例えば切片を取り出すときの装置の組立／分解を容易にする。
【００１１】
第１の実施態様では、平行な溝が均等な間隔で上方部材に設けられている。これにより、所定の均一な厚さの薄片を得ることができる。
【００１２】
代替的な実施態様では、平行な溝が相違する間隔で上方部材に設けられている。適切と判断されれば、このような一連の平行な溝を備える上方部材を使用することができる。
【００１３】
前進位置にある上方部材と基部カラムの端面とによって形成される容器が、不規則な組織ブロックまたは臓器全体を、アルギン酸塩の重合体または同様の生物学的に不活性な材料の包埋物に成形するための成形型枠であることが好ましい。これにより、同一容器内に位置決めした状態で、組織ブロックに成形および切断動作を実施できるので、装置の使用が単純かつ迅速なものになる。したがって、組織の包埋物を成形機器から切断機器に移動させる必要がない。
【００１４】
好ましい実施態様では、平行な溝が、切断動作で使用される手持ち式の剃刀の刃を案内するように適合されている。ただし、本発明から、他の種類およびサイズの切断用の刃も使用できることが理解されよう。
【００１５】
装置が、上方部材をカラムの表面に対して所定の位置に保持するための固定手段を備えることが好ましい。それにより、包埋かつ／または切片化する特定の組織ブロックに容器の高さを適合させられるように、上方部材を基部カラムに固定することができる。
【００１６】
固定手段の好ましい一実施態様では、固定手段が、カラム内に径方向に配置された、上方部材の下部内の対応する開口部と協働する少なくとも１つのバネ式のボールを含む固定機構を備える。これにより、単純かつ信頼性のある固定機構が提供される。上方部材がその前進位置にあるときに、上方部材の下端が固定機構上に配置されることが有利である。
【００１７】
固定手段の第１の実施態様における別法または補足として、固定手段には、また、上方部材中の対応する固定ネジに嵌合した、少なくとも１つの表面処理した穴も設けることができる。これにより、任意の所定の位置で、上方部材をカラムに固定することができる。
【００１８】
上方部材を、基部カラムの端面より下方の位置に引っ込められることが有利である。これにより、薄片およびアルギン酸塩の包埋材料を取り出すのが特に単純になる。
【００１９】
本発明の第２の実施態様は、組織ブロックを所定の厚さおよび向きの薄片に切片化するための装置に関し、前記装置が均等な間隔で基部プレート内に垂直に配置されたロッドの平行な２つのアレイを含み、ロッドの各アレイが第１および第２コーナー・ロッドを有し、第１および第２側方部材が、組織を収容する容器を形成するように、ロッドの各アレイ中の、対向して配置された２つのコーナー・ロッドの間に引き込み可能に位置決めされる。
【００２０】
この実施態様では、装置は、製造が単純で、必要とする材料が少量である。さらに、ロッドの２つのアレイによって溝のアレイを提供することにより、単にロッドを、寸法、例えば直径の異なる１組のロッドで置き換えることによって、薄片の厚さを変更することが単純な基準となり、それに従ってロッド間の隙間が変更される。
【００２１】
側方部材を連結プレートにすることが好ましい。これにより、精密かつ単純な様式で、側方部材がロッドのアレイに対して所定の位置に固定／保持される。
【００２２】
ロッドが、基部プレート内に垂直に、半円形に湾曲または傾斜した形状で配置され、連結プレートがまた、半円形に湾曲または傾斜した形状であることが好ましい。連結プレートおよび／または基部プレートに、様々な形状のロッドを受け取る手段を設けることによって、切片化装置の実際の用途に対応する様々なサイズおよび形状を提供することができる。代替的な一実施態様では、ロッドを、９０度以外の傾斜角度で基部プレート内に配置する。
【００２３】
一実施態様では、１組の追加プレートを、ロッドのアレイと平行に配置する。これにより、成形工程時に成形材料を包埋容器内で得ることができる。包埋材料が硬化し、切断プロセスを開始する直前に、追加プレートを取り外すことができる。
【００２４】
前述のように、所望の厚さの組織薄片を得るために、ロッド・アレイ中のロッドの直径を、アレイ中のロッド間の隙間の所望の間隔に従って選択することができる。他の実施態様では、ロッドのアレイを、均等なまたは異なる間隔の平行な切断溝を備えるプレートに置き換える。これにより、本発明による切片化装置を、信頼性のある組織ブロックの比較研究のための実際のスキャニングに従って構成することができる。
【００２５】
特に厚さの薄い薄片による切断操作を円滑にするために、ロッドのアレイまたは切断ラメラを、切断プロセスを円滑にするように、交互に異なる高さにすることが好ましい。
【００２６】
本発明について、添付の図面に即して以下で詳細に説明する。
【００２７】
図には、本発明の好ましい実施態様が示されている。切片化装置は、基部プレート５上の下部カラム２にかぶさるように嵌合する、管状の上方部材１を備える。上部管１は、均等なまたは異なる所定の間隔にあるいくつかの平行な溝３に嵌合する。上部管１を下部カラム２上に配置すると、その２つが、臓器を包埋するためのアルギン酸塩の重合体（図示せず）で充填できる容器を形成する。固化していない（ｗｅｔ）アルギン酸塩および水の成形物を容器に注入するときに、組織または臓器のブロックを成形物内に配置することができる。ここで、アルギン酸塩の成形物を２分〜５分置いて重合させる。重合後、平行な溝３のそれぞれの中に剃刀の刃（図示せず）の前縁部を下げ、組織およびアルギン酸塩のブロックを切断することができる。切断後、切片化した組織およびアルギン酸塩のブロックを下部カラム２上部の端面上に残して、上部管１を下部カラム２に沿って滑り下ろすことができる。装置は、組織を包埋し切片化する間、上部管１を回転によって下部カラム２の上面上の所定の位置に固定する、内部ボール固定機構７、８に嵌合する。本発明の好ましい実施態様では、上部管１および下部カラム２は、同軸の円筒である。この実施態様では、上部管１を下部カラム２の周りに回転させることができる。回転動作は、ボール固定機構７、８によって、上部管１を下部カラム２上の所定の位置にさらに固定するために実施される。
【００２８】
固定機構には、バネ７がその中に設けられた、基部カラム２内の穴が含まれる。穴と同程度の直径を有するボール８をバネの外端部に位置決めすることで、バネ式のボール固定機構が提供される。図２の左側に示すように、上方部材１は、拡張した上方位置で、ボール８の上部に置くことができる。図２の右側には、上方部材１’が引っ込んだ位置で示されている。
【００２９】
別法または補足として、上方部材１には、下部の壁面に表面処理した穴４を設けることもできる。この穴４の中にネジを設けて、ネジを締め付けることによって上方部材１がカラム２に締め付けられるようにすることができる。
【００３０】
あるいは、下部カラムを、切断工程時に包埋材料の円筒形ブロックの回転を妨げる溝に嵌合させることもできる。
【００３１】
代替的な一実施態様では、切片化装置は、鋼鉄製ロッド１３が対応する穴に密接に嵌合して挿入された、基部プレート１１から構成される。図５を参照されたい。鋼鉄製ロッド１３は、円筒形、卵形、または多角形にすることができる。鋼鉄製ロッド１３は、自由に選択された所定の距離にある別個の２つのアレイとして配置される。ロッド１３の各アレイには、その両端にコーナー・ロッド９が設けられている。２つのアレイが互いに対向して平行に位置決めされ、鋼鉄製ロッド１３が基部プレート１１に対して垂直に配置される。鋼鉄製ロッド１３の２つのアレイのそれぞれは、２つの側方部材、好ましくは鋼鉄製プレート１０によって密閉することができる。各側方部材１０は、２つの対向するコーナー・ロッド９の間に配置され、コーナー・ロッド９とその隣接するロッドとの間に密接に嵌合して、正方形または長方形の包埋／切片化チャンバを形成する。
【００３２】
代替的な一実施態様では、ロッドを半円形または半卵形に配置することができ、連結プレート１０を同様に半円形または半卵形にして、円形または卵形の包埋／切片化チャンバにすることができる。
【００３３】
２つのプレート１０および４つのコーナー・ロッド９を取り外して、包埋チャンバに接近することができる。
【００３４】
ここで、包埋媒質、好ましい実施態様ではアルギン酸塩の成形物を、包埋チャンバに注入することができる。あるいは、１組の追加プレート（図示せず）を、包埋チャンバの外側に、ロッド１３のアレイと平行に配置することもできる。これは、包埋媒質が低粘度の場合に行い、個々のロッド１３の間の間隔または溝１２から漏れるのを防止することができる。包埋媒質を重合させる前に、組織片または臓器をアルギン酸塩の成形物内に配置して配向させることができる。アルギン酸塩の成形物が固化した後、切片化機械の代替的な実施態様では、ここで、ナイフの刃によって、平行な鋼鉄製カラムのそれぞれの間でアルギン酸塩および組織を切開し、アルギン酸塩および包埋された組織片／臓器の一連の平行切片を形成することができる。切断プロセスの開始時に剃刀の刃またはナイフを容易に配置するために、ロッドを、図５に示すように、交互に異なる高さにすることができる。切片化プロセス後、一方または両方の鋼鉄製プレートを取り外すことができ、アルギン酸塩および組織のスラブを、包埋チャンバの側方から基部プレートに平行に取り出すことができる。
【００３５】
図５に示すように、側方部材プレートを切断装置内に配置して、硬化していない（ｆｒｅｓｈ）アルギン酸塩の成形物を包埋チャンバに注入する。組織片を、まだ柔らかい成形物内に配置し配向させる。アルギン酸塩が重合した後、ここで、ナイフまたは剃刀の刃を、鋼鉄製ロッド１３の間の平行な間隔それぞれに誘導して下ろすことができる。これで、アルギン酸塩および組織の一連の平行スラブが得られる。切断手順後、切断ボックスの側方プレートを取り外すことができ、ここで、切片化した組織およびアルギン酸塩を、基部プレートに平行して横に、切断装置の外に容易に移動させることができる。この取出しを円滑にするために、２つがロッドのアレイに隣接し平行になるように、包埋媒質を通って切断することができる。
【００３６】
本発明は、一様な一作業プロセスで、臓器および不規則な組織ブロックを所定の厚さおよび向きの組織切片に切片化するための装置および方法からなる。組織は、平行な溝の対向する２つのアレイを備える包埋容器に注入されたアルギン酸塩の重合体に包埋する。固化後、重合体および包埋された組織ブロックを、所定の厚さの薄片に切片化することができる。これは、剃刀の刃で、包埋容器内の平行な溝のアレイを通って切断することによって達成される。最後に、包埋容器の側部を取り外すことによって、組織およびアルギン酸塩の重合体を取り出し、所定の、かつしばしば均等な厚さの、一連の平行切片を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による切片化装置の斜視図である。
【図２】
前進位置および引っ込んだ位置にある、装置の断面図である。
【図３】
上面略図である。
【図４】
その詳細図である。
【図５】
ロッドおよび連結プレートを備える切片化装置端部の斜視図である。

Claims (22)

1. 組織ブロックを所定の厚さおよび向きの薄片に切片化するための装置において、
   包埋チャンバによって組織ブロックを収容する容器を形成するように基部部材上に包埋チャンバを形成するための手段、
   組織ブロックを前記包埋チャンバ手段内で包埋アルギン酸塩に成形できる手段、
   この包埋チャンバ内で組織ブロックを精密に薄片化するための手段であって、切断用の刃を受け取って包埋チャンバ手段内に案内するための、平行な溝の対向する２つのアレイを含む手段を含む装置。
2. 組織ブロックを所定の厚さおよび向きの薄片に切片化するための装置であって、包埋チャンバ手段を含み、前記包埋チャンバ手段が組織ブロックを収容するための管状の上方部材であり、円筒形の上方部材が基部部材上の円筒形基部カラム上に伸縮式に取り付けられて、上方位置にある上方部材とこの円筒形カラムの端部とによって組織を収容する容器を形成しており、前記上方部材が、切断用の刃を受け取って案内するためのいくつかの平行な溝を備える装置。
3. 上方部材および対応する基部カラムが卵形または多角形である、請求項１または２に記載の切片化装置。
4. 上方部材の平行な溝が均等な間隔で与えられている、請求項２または３に記載の切片化装置。
5. 上方部材の平行な溝が異なる間隔で与えられている請求項２または３に記載の切片化装置。
6. 前進位置にある上方部材と基部カラムの端面とによって形成される容器が、不規則な組織ブロックまたは臓器全体を、アルギン酸塩の重合体または同様の生物学的に不活性な材料の包埋物に成形するための成形型枠である、請求項１乃至５のいずれかに記載の切片化装置。
7. 平行な溝が、切断動作で使用される手持ち式の剃刀の刃を案内するように適合された、請求項１または２に記載の切片化装置。
8. 上方部材をカラムの表面に対して所定の位置に保持するための固定手段を備える、請求項１乃至７のいずれかに記載の切片化装置。
9. 固定手段が、カラム内に径方向に配置された、上方部材の下部内の対応する開口部と協働する少なくとも１つのバネ式のボールを含む固定機構を備える、請求項８に記載の切片化装置。
10. 上方部材がその前進位置にあるときに、上方部材の下端が固定機構上に配置される、請求項９に記載の切片化装置。
11. 固定手段が、上方部材中の対応する固定ネジに嵌合した、少なくとも１つの表面処理した穴を備える、請求項８乃至１０のいずれかに記載の切片化装置。
12. 上方部材を基部カラムの端面より下方の位置に引っ込めることができる、請求項１乃至１１のいずれかに記載の切片化装置。
13. 組織ブロックを所定の厚さおよび向きの薄片に切片化するための装置であって、
    均等な間隔で基部プレート内に垂直に配置されたロッドの平行な２つのアレイを含み、ロッドの各アレイが第１および第２コーナー・ロッドを有し、第１および第２側方部材が、組織を収容する容器を形成するように、ロッドの各アレイ中の、対向して配置された２つのコーナー・ロッドの間に引き込み可能に位置決めされる装置。
14. 側方部材が連結プレートである、請求項１３に記載の切片化装置。
15. ロッドが、半円形に湾曲または傾斜して基部プレート内に垂直に配置され、また連結プレートも半円形に湾曲または傾斜している、請求項１４に記載の切片化装置。
16. ロッドが９０度以外の傾斜角度で基部プレートに配置される、請求項１３に記載の切片化装置。
17. １組の追加プレートがロッドのアレイと平行に配置される、請求項１４に記載の切片化装置。
18. 所望の厚さの組織薄片を得るために、アレイ中のロッドの直径を、アレイ中のロッド間の隙間の所望の間隔に従って選択することができる、請求項１３に記載の装置。
19. ロッドのアレイを、均等なまたは相違した間隔の平行な切断溝を備えるプレートに置き換える、請求項１３乃至１７のいずれかに記載の装置。
20. 切断プロセスを円滑にするために、ロッドのアレイまたは切断ラメラを交互に異なる高さにする、請求項１、２、１３、または１９のいずれかに記載の装置。
21. 組織ブロックを所定の厚さおよび向きの薄片に切片化する方法であって、
    適当な間隔にある一連の平行な切断溝を備える上部部材を選択する工程、
    上方位置にある上方部材と基部カラムとによって形成された容器内に組織ブロックを配置する工程、
    前記容器内に組織ブロックまたは臓器全体を包埋するための重合体成形物を使用する工程、
    包埋された組織を薄片に切断する工程、および
    上方部材を引っ込めて組織切片を取り出す工程を含む方法。
22. 組織ブロックを所望の厚さおよび向きの薄片に切片化する方法であって、
    対向して配置された２つのロッド・アレイ、または切断溝を備えるプレートと、それらの間の対向する２つの連結側方部材とによって形成された包埋チャンバによって構成される容器内に、組織ブロックを配置する工程、
    前記容器内に組織ブロックまたは臓器全体を包埋するための重合体成形物を使用する工程、
    ロッド・アレイ中のロッド間の平行に配置された隙間の、対向する２つの隙間を使用することによって、包埋された組織を均等なまたは変動する厚さの薄片に切断する工程、および
    側方部材を取り外して組織切片を取り出す工程を含む方法。

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