JPH0380121B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は保存剤を含有する生物学的材料および
含有しない材料に耐久強度を与え、一方そのもと
の寸法、密度、解剖性、塑性、柔軟性、ならびに
内部構造および外部構造を保持する方法に関す
る。

教育および展示の目的で、また博物館での保管
のため、特に解剖学、病理学および生物学ならび
にそれらの外辺領域において、いわゆる湿つた標
本または人造モデルが用いられる。湿つた標本は
常に保存液中に保存されなければならず、展示の
目的で短期間この液体から取出せるにすぎないと
いう欠点をもつ。人造モデルは天然標本の模写で
あり、不適当に忠実な模写、不自然な密度、柔軟
性の欠如、および解剖性の欠如といつた欠陥をも
つ。永久的に展示できる天然の生物学的標本を製
造するためには、これまで下記の方法も可能であ
つた。

１ 材料をガラス容器内の保存液中に保存するこ
と。いわゆる湿つた標本。

２ 標本を乾燥すること。

３ 標本を凍結乾燥すること。

４ 乾燥または凍結乾燥した標本をパラフイン処
理すること。

５ プラスチツクを含浸させた物体を透明なプラ
スチツク材料塊中に埋包すること。

６ 生物的物体の切片を２枚のガラス製支持体間
または箔の間にマウント媒質により、保存する
こと。

７ 標本をプラスチツク材料中に包み込むこと。

８ 物体を直接に、または介在物（intermedia）
を介して間接的に合成樹脂を用いて含浸するこ
とにより、標本に耐久強度を与える方法。

上記の従来方法の概要は下記のとおりである。

方法 １ 湿つた標本をガラス容器内の保存液中に保存す
る。保存液は定期的に交換されなければならず、
標本は展示の目的のためガラス容器内に機械的に
支持される。この種の展示用材料の保存に関して
は、標本を外側から観察できるにすぎず、操作な
いしは取扱いが不可能であるという欠点をもつ。

表面の構造および深部の構造が、媒質の回折の
差のためゆがんで見える。さらに標本がそれらの
自然な色彩を失う。

方法 ２ 生物学的標本の乾燥は小さな物体に関して行え
るにすぎない。乾燥の結果、材料の収縮が起こる
からである。こうして得られた標本には、機械的
な力によりきわめて容易に破損する可能性がある
という欠点もある。

方法 ３ 凍結乾燥した生物学的標本が乾燥標本と異なり
収縮せず、それらの形状を保持するというのは真
実であるが、これらは、 (1) 外的な機械的作用に対してきわめて敏感であ
り、また (2) 組織の密度が凍結乾燥によつて組織の硬化と
いう意味でかなり変化する。

方法 ４ パラフインは透明でないため、パラフインで含
浸した標本は表面を明瞭かつ詳細に表わし得な
い。さらにこの種の標本はきわめて破損しやす
く、多大な出費を伴つてはじめて無傷で保存する
ことができる。

方法 ５ プラスチツク材料に埋包した標本は、形状は方
法１に記載した湿つた標本に相当するが、それら
と比較してプラスチツク材料塊は標本の破損に対
していつそう安全であり、プラスチツク材料に埋
包されたため外的な作用に対し標本の感受性が低
いという利点をもつ。

方法 ６ ガラス板または箔の間に挿入された標本切片
は、破損の危険性がきわめて大きく、かつ柔軟性
が少ないという欠点をもつ。

方法 ７ 米国特許第2698809号明細書には生物学的材料
を外部埋包する方法が開示されており、この場合
標本はプラスチツク材料中に包み込まれ、満足す
べき色彩を保有する。この処理法によれば包埋材
は標本に浸透しない（文献：サイエンス、
vo1.54、49−50、1941）。こうして処理された物
体は硬化のためそれらの密度が高くなり柔軟性が
失われ、その後はもはや解剖することができな
い。

方法 ８ ドイツ特許第27101479−41号明細書に開示され
たくずれやすい生物学的物体の標本を永久保存す
る方法およびこれらを調製する方法はその露出し
た面を見せるために適している。標本に触れるこ
とができ、また拡大鏡により観察することもでき
る。しかしこれらは、標本の調製ののち解剖する
こと（すなわち標本をさらに系統的に分析するこ
と）ができず、その標本の密度はもとのものに相
当せず、組織の塑性および柔軟性はそのもとの状
態とかなり異なるという欠点をもつ。また介在物
その他の溶剤を介してプラスチツク材料に包埋す
る方法はきわめて時間がかかり、高価であり、合
成樹脂成分の量がわずかに異なるためプラスチツ
ク材料の硬化が異なることによつて標本の均一な
調製が不確実であるという因子により妨げられ
る。

以上の生物学的物体に耐久強度を与える既知の
方法はすべて欠点をもつ。これらの方法によれ
ば、埋包材により組織がホモゲナイズされた結果
密度が変化し、これと共に塑性および柔軟性が多
かれ少なかれ著しく失われるからである。さら
に、こうして処理した生物学的標本をその後解剖
することはもはや不可能である。さらに、調製法
は技術的にきわめてむだが多く、また含浸および
包埋のために特殊な化学物質を用いるためきわめ
て高価である。

本発明は、永久に保存でき、またその寸法、密
度、塑性、解剖能、柔軟性、ならびに内部構造お
よび外部構造が自然の状態に相当するきわめて安
価な生物学的標本を製造することを目的とする。
さらに、処理すべき物体の寸法が本方法にとつて
何らかの制限因子となつてはならない。生化学的
および技術的な理論がこの問題を解決する原理と
なる。

本発明によれば、組織水および存在する可能性
のある保存剤を水溶性含浸剤１種または２種以上
によつて直接的分子置換により置換することから
なる、耐久性をもつ柔軟な生物学的標本の製造方
法が提供される。

このように生物学的材料に耐久強度を与えるた
めの決定的な点は、組織水および保存剤を完全に
抽出して、その後それ以上の代謝過程によつて組
織が変化することがない点にある。組織水および
保存剤を乾燥、凍結乾燥により抽出するか、また
は介在物で置換したのちプラスチツク材料に埋包
すると、密度、寸法、塑性および柔軟性が変化す
るので、これらの手法は問題解決に適さない。さ
らに組織水および保存剤を抽出する必要性の他
に、密度および柔軟性を変化させず、希望により
いかなる時点でも再び除去することができる包埋
材を生物学的標本に導入しなければならないとい
う問題もある。これらの要件は、第１に埋包材が
水といかなる割合においても混和しうるものでな
ければならず、第２に除去すべき組織水および保
存剤が埋包材によつて直接に分子置換されなけれ
ばならないことを前提とする。従つて本発明方法
においては、この問題は組織水および存在する可
能性のある保存剤が真空下で水溶性含浸剤によつ
て、介在物または溶剤を用いずにかつ組織脂肪が
除去されることなく、直接的分子置換により置換
されることによつて解決された。

ポリエチレングリコールが埋包材として特に適
切であり、さらに分子置換に際して種々の分子量
で、従つて温度に応じて制御できる種々の密度で
使用できるという利点をもつ。ポリエチレングリ
コールの他の利点はその低価格である。また分子
置換という問題は、組織水および保存剤がポリエ
チレングリコールよりもかなり高い蒸気圧をもつ
という事実によつて解決される。その結果、組織
水および保存剤を直接に蒸留し、直ちにポリエチ
レングリコールで分子置換することができる。こ
れにより、こうして処理された生物学的物体の体
積および密度の変化が防止される。ポリエチレン
グリコールは化学的に不活性な物質であるため、
これまで知られている方法のように標本に二次的
な化学変化が起こることがない。

このため、この方法によればもとのものに完全
に忠実な標本が得られる。

分子置換は組織水および保存剤の蒸留を前提と
する。これは、組織水および保存剤の分圧の低下
を常にマイナスに変更または調整することにより
達成される。この組織水および保存剤の蒸留なら
びにポリエチレングリコールによるその分子置換
の過程は、これを真空下で行なえば促進できる。

真空を採用すると、用いる真空ポンプの処理量
に応じて組織水および保存剤の蒸気圧低下に従つ
た分子置換速度が指数的に増大する。この手法を
用いると、さらに組織水および保存液が過剰の埋
包剤（ポリエチレングリコール）からも除去さ
れ、従つてこれが純粋な形で保持され、むだなく
さらに使用できるという事実も導かれる。分子置
換を行つたのちそれ以上の処理（他の既知の方法
で採用される重合など）を必要としないので、そ
れ以上の収縮も密度の変化も起こらない。このよ
うに保存されたまたは保存されていない生物学的
材料に耐久強度を与えるための上記方法は、自然
の寸法、密度、解剖適性、塑性、柔軟性、内部構
造および外部構造を保持するために、従来知られ
ていない最適なものである。特に、関節結合部の
動きが殊に十分に保持される点を強調すべきであ
る。既知の方法はすべて関節軟組織を収縮、硬化
させるので、これは従来永久的標本については全
く不可能だつたのである。

さらに、保存剤および合成樹脂系埋包材と対比
して健康に無害であるというポリエチレングリコ
ールの特性は無意味ではない。これは、使用者が
この材料を取扱う方法が簡単であることを意味す
る。

本発明の実際の応用について実施例により説明
する。

実施例 １ ヒト膝関節の完全可動性手術用標本の製造 ホルマリン固定した解剖室用身体の膝関節を処
理して靭帯標本を作成した。それ以上の前処理な
しいこれを、液体ポリエチレングリコール400で
一部満たした耐圧容器に導入し、これに浸漬し
た。

気密に密封した容器を、水が完全にポリエチレ
ングリコールで置換されるまで数時間真空ポンプ
で排気した。こうしてポリエチレングリコールを
含浸した標本を容器から取出し、外部に付着する
過剰のポリエチレングリコールが完全に除かれる
まで吸収用支持体上に保存した。この標本に
PVCスプレーで噴霧し、表面を護およびシール
することができる。

実施例 ２ 心臓の柔軟器官標本の製造 ホルマリン固定した心臓を表面の筋肉および冠
血管を示した状態に解剖するために、心臓壁に切
込みを入れ、折り返した。これ以上の前処理なし
にこの湿つた標本を実施例１に記載したとおり処
理した。

実施例 ３ 耐久強度を与えられた解剖可能な足の標本の製
造 ホルマリン中に保存された切断した足を実施例
１に記載したように処理し、次いで解剖学的に普
通の方法で解剖した。組織の解剖性はホルマリン
固定のみの湿つた標品として下記の点でかなり改
良されていた。

ａ 脂肪組織が安定化され、従つて他の場合に普
通見られるような脂肪の流出はほとんどなかつ
た。

ｂ 神経組織は引裂きに対して抵抗性をもち、
個々の神経線維に至るまで解剖することがで
き、従つて神経のきわめて微細な分枝ですら末
梢まで見ることができた。これは普通の標本で
は不可能である。

ｃ 比較的軟質の結合組織はその自然の構造に従
つて微細線維状に見え、普通の標本の場合のよ
うに均一なゼリー様ではなかつた。

ｄ 血管もその壁構造が安定化されるため、その
自然な丸みのある形状に見えた。すなわち普通
の湿つた標本の場合のようにつぶれていなかつ
た。

ｅ 筋肉は生組織のもつ赤褐色の色彩がほとんど
回復していた。これに対し普通に保存された標
本は著しく退色している。

ｆ 他の組織構造もすべて解剖性がより良好であ
り、より良く見ることができた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生物学的材料を真空中に置いて組織水を除去
   するとともに、水より低い蒸気圧を持つポリエチ
   レングリコールからなる水溶性含浸剤を組織中に
   浸透させて、上記除去される組織水と直接置換さ
   せることからなる、耐久性を持つ柔軟な生物学的
   標本の製造方法。 ２ 脂肪細胞が標本中に保持される、特許請求の
   範囲第１項記載の方法。