RU2634113C1

RU2634113C1 - Способ фиксации головного мозга ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего

Info

Publication number: RU2634113C1
Application number: RU2016145373A
Authority: RU
Inventors: Иннокентий Семенович Павлов; Альберт Васильевич Протопопов
Original assignee: Государственное бюджетное учреждение "Академия наук Республики Саха (Якутия)" (ГБУ АН РС(Я))
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2017-10-24

Abstract

Изобретение относится к области консервации биологических объектов, в частности нервных тканей палеонтологических объектов, и может быть использовано в палеонтологии и музейном деле. Способ позволяет зафиксировать головной мозг ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего без извлечения из полости черепа. Производят стабилизацию головного мозга путем проточной фиксации в фиксирующем растворе, основанном на 10% формалине, который вливают в полость черепа через отверстие, проделанное в затылочной кости и твердой мозговой оболочке. Локализацию места перфорации твердой мозговой оболочки определяют при помощи томографического объемного сканирования, по результатам которого определяют место, в котором твердая мозговая оболочка и место дислокации головного мозга наиболее удалены друг от друга. Фиксирующий раствор подается в полость черепа капельно, при этом сам череп помещается в емкость с фиксирующим раствором, который его полностью покрывает. На момент начала погружения черепа в фиксирующую жидкость, головной мозг находится в замороженном состоянии. Процесс фиксации происходит при комнатной температуре. Предлагаемый способ фиксации головного мозга ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего при помощи фиксирующего раствора, основанного на 10% формалине, обеспечивает стабилизацию головного мозга при его постепенном оттаивании, сохраняя его целостное состояние, пригодное для дальнейшего научного изучения и экспонирования в музеях. 2 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к области консервации биологических объектов, в частности нервных тканей палеонтологических объектов, и может быть использовано в палеонтологии и музейном деле.

Из уровня техники известен способ фиксации головного мозга человека без вскрытия полости черепа (патент RU №2360612 от 02.04.2008, А61В 16/00), при котором производят вскрытие обеих общих сонных артерий в сонном треугольнике. В последующем проводят вскрытие правой общей сонной артерии и дренирование данной ветви толстой канюлей, соединенной с аппаратом Боброва. Левая общая сонная артерия вскрывается, под нее подводится лигатура. Затем производят нагнетание физиологического раствора в правую общую сонную артерию под давлением. Через левую сонную артерию должна выходить жидкость, окрашенная кровью, порой даже сгустки крови. Промывание необходимо проводить в течение 0,5 часа. Как только из левой сонной артерии пойдут чистые воды, начать промывание 2% раствором поваренной соли в течение 10-15 минут. Данную процедуру необходимо проводить дробно: 2-3 мин нагнетать 2% раствор соли, а затем 2-3 мин прекращать нагнетание раствора. После чего вводят модифицированный раствор, состоящий из формалина 10% - 200 мл, спирта этилового 95,5% - 300 мл, глютаральдегида 25% - 150 мл, натрия фосфата однозамещенного (NaH₂PO₄×2H₂O) - 17 г, натрия фосфата двузамещенного (NaHPO₄×H₂O) - 27 г, воды кипяченой - 306 мл.

Также известен способ введения растворов в сосудистую систему трупа для бальзамирования (патент RU №2328117 от 05.02.2007, A01N 1/02), который характеризуется тем, что раствор подают при давлении 0,5-1,0 атм через пункционную трубку, введенную в просвет верхнего сагиттального синуса твердой мозговой оболочки через его внутреннюю стенку, при помощи устройства, выполненного в виде дуги с цилиндрами на концах. Первый цилиндр с резьбой на внутренней поверхности и винтом прикреплен к дуге вертикально, его устанавливают на своде костей черепа, в проекции сагиттального синуса. Второй цилиндр с пункционной трубкой, имеющей с одной стороны острие под углом 45°, а с другой стороны шланг, прикреплен к дуге в направлении нижнего конца первого цилиндра, его устанавливают напротив одного из носовых ходов, и вводят пункционную трубку до сагиттального синуса через носовой ход, решетчатую кость, мозолистое тело головного мозга, внутреннюю стенку сагиттального синуса. В боковой поверхности второго цилиндра имеется отверстие с резьбой для фиксирующего болта. От второго цилиндра отходит фигурная скоба для захвата верхней челюсти. Способ позволяет просто и быстро ввести консервант, который хорошо распространяется по сосудистой системе, так как подается под давлением, при этом количество используемого консерванта сокращается.

Недостатком данных способов является то, что кровеносная система ископаемых позднеплейстоценовых млекопитающих имеет значительные повреждения, в том числе за счет сублимационных процессов, что делает невозможным прохождение фиксирующего раствора по сосудам головного мозга.

Известен способ изготовления анатомических препаратов головного мозга путем фиксации в возрастающих концентрациях формалина (патент SU №1119645 от 08.01.1982, A01N 1/02), характеризующийся тем, что, с целью сохранения целостности структуры и сокращения сроков изготовления, часть ткани мозга извлекают с помощью полого перфорированного цилиндра с режущим краем путем его введения вращательным движением в ткань мозга до соприкосновения с костями черепа, а фиксацию ткани мозга производят непосредственно в цилиндре.

Недостатком данного способа является то, что при его применении невозможно извлечь целостный головной мозг, который наиболее ценен для научного изучения.

По способу извлечения мозга по патенту SU №1438718 от 20.11.1986 предлагается, в целях сокращения времени осуществления способа с одновременным консервированием мозга в большое затылочное отверстие вставляют емкость с водой и образовавшийся комплекс голова - гильза опускают в жидкий азот. Растрескавшиеся части черепа удаляют, обнажившийся мозг берут для исследования. Изобретение позволяет получить консервированный мозг в течение 3-4 с.

Применение данного способа исключает дальнейшее использование ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего в качестве музейного экспоната, а также делает невозможным дальнейшее научное изучение черепа и твердой мозговой оболочки.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ фиксации мозга китов (A novel method for in situ fixation of whale brains. Siri Kristine Knudsen. Journal of Neuroscience Methods 120 (2002) 35-44), согласно которого в черепе кита проделывают треугольное отверстие, чтобы открыть доступ к полушариям мозга, не повредив их при этом. Через отверстие заливают фиксирующий раствор, состоящий из 8% нейтрального раствора формалина, 2 л 36% формальдегида, 9 л воды, 80 г NaCl и 480 г гексаметилентетрамина. Фиксирующий раствор осторожно вливают в эпидуральное и субдуральное пространство, пока он не просочится через затылочное отверстие. Уровень фиксирующего раствора регулярно проверяется и при необходимости пополняется. После окончания фиксации микроскопическое исследование показало хорошо сохранившиеся клетки и миелин во всех частях мозга.

Наряду с тем, что данный способ фиксации головного мозга позволяет получить анатомический препарат, пригодный для его дальнейшего гистологического изучения, он малопригоден при работе с палеонтологическими объектами, поскольку твердая мозговая оболочка ископаемых позднеплейстоценовых млекопитающих фоссилизирована в результате сублимационных процессов и потеряла способность пропускать различные жидкости сквозь себя, тогда как твердая мозговая оболочка современных млекопитающих представляет собой эластичную фиброзную ткань и на момент консервации является проницаемой для консервирующей жидкости.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа фиксации головного мозга ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего, обеспечивающего целостность головного мозга, его долговременную сохранность, в том числе сохранность естественного окраса и естественных морфометрических параметров, приостановление гнилостных процессов, что позволяет в дальнейшем использовать головной мозг в научных целях, а также для музейного экспонирования.

Поставленная задача достигается тем, что стабилизацию головного мозга производят путем проточной фиксации в фиксирующем растворе, основанном на 10% формалине, который вливают капельно в полость черепа через отверстие, проделанное в затылочной кости и твердой мозговой оболочке, при этом сам череп помещается в емкость с фиксирующим раствором, который его полностью покрывает. Локализацию места перфорации твердой мозговой оболочки определяют при помощи томографического объемного сканирования. По результатам томографического объемного сканирования определяют место, в котором твердая мозговая оболочка и место дислокации головного мозга наиболее удалены друг от друга.

Определение места перфорации твердой мозговой оболочки является наиболее важным моментом в процессе фиксации головного мозга ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего, поскольку головной мозг, отошедший от твердой мозговой оболочки и костей черепа, в результате сублимации меняет свою дислокацию в зависимости от постмортной позиции головы. Неверное определение локализации места перфорации твердой мозговой оболочки может нарушить целостность головного мозга и сделать его непригодным для дальнейшего исследования.

В свою очередь, твердая мозговая оболочка ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего, как отмечалось выше, в результате сублимационных процессов не способна пропускать сквозь себя различные жидкости, что исключает воздействие фиксирующей жидкости на головной мозг, находящийся под твердой мозговой оболочкой.

Не менее важным условием реализации способа является сохранение головного мозга в замороженном состоянии на начало погружения черепа в фиксирующую жидкость. Процесс фиксации происходит при комнатной температуре в фиксирующем растворе при постепенном оттаивании головного мозга ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего.

Наличие многолетних мерзлых грунтов на севере Азии и Северной Америки обуславливает многочисленные находки позднеплейстоценовых млекопитающих, сохраняющихся в мерзлом состоянии. Как показала находка детеныша мамонта Юка, обнаруженная на севере Якутии в 2010 году, у млекопитающих может сохраниться головной мозг. Ранее предполагали, что из-за большого количества влаги в головном мозгу, при длительном сохранении в мерзлых грунтах, где преобладают сублимационные процессы, головной мозг распадается и превращается в аморфную массу. Но во время томографического объемного сканирования черепа мамонта Юка в 2012 году было установлено, что структура головного мозга полностью сохранилась. После чего были предприняты меры по фиксации головного мозга для его последующего извлечения из черепа в целях дальнейшего изучения.

По результатам томографического объемного сканирование было определено место, в котором головной мозг удален от твердой мозговой оболочки на наибольшее расстояние. В этом месте череп и твердая мозговая оболочки были перфорированы сверлом диаметром 8 мм. Соответственно, отверстие представляло собой круг диаметром 8 мм. В получившееся отверстие была вставлена трубка диаметром 7 мм, через которую в полость черепа капельно подавался фиксирующий раствор, основанный на 10% формалине. При этом череп был помещен в емкость, заполненную фиксирующим раствором, основанным на 10% формалине, который полностью его покрывал.

Свежий фиксирующий раствор постоянно подавался через трубку к головному мозгу. По мере заполнения полости черепа фиксирующий раствор вытекал через естественные отверстия в черепе и выливался в емкость. Излишки фиксирующего раствора по мере необходимости удалялись. Таким образом, обеспечивалась постоянная замена использованного фиксирующего раствора на свежий.

На момент начала погружения черепа в фиксирующую жидкость, головной мозг находился в замороженном состоянии. Такое состояние головного мозга поддерживалось во время хранения, томографического объемного сканирования черепа, а также в момент перфорирования черепа и твердой мозговой оболочки.

Череп находился в фиксирующем растворе в течение 3 недель при комнатной температуре. Фиксирующий раствор, основанный на 10% формалине, стабилизировал головной мозг при его постепенном оттаивании.

После того, как головной мозг ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего был зафиксирован, череп промыли водопроводной водой и подвергли трепанации. Головной мозг был извлечен в целостном состоянии. Анатомо-гистологические исследования показали его полную пригодность для дальнейшего изучения. В настоящее время головной мозг ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего находится в Институте морфологии человека РАН, где проводятся морфологические и гистологические исследования.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет хранить такой редкий объект, как головной мозг ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего в целостном состоянии при комнатной температуре, что делает возможным проводить полноценные научные исследования, так как сохраняются все морфометрические параметры, внешний вид структур без деформации, с естественным окрасом. Также использование заявляемого способа позволяет получить полноценный музейный предмет, требующий минимальных мер при экспонировании.

Claims

1. Способ фиксации головного мозга ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего, содержащий этапы, на которых:

- посредством томографического объемного сканирования определяют локализацию места перфорации черепа и твердой мозговой оболочки;

- производят перфорацию черепа и твердой мозговой оболочки на том участке, где наблюдается наибольшее расстояние между твердой мозговой оболочкой и поверхностью головного мозга, при этом в момент томографического объемного сканирования и упомянутой перфорации головной мозг находится в замороженном состоянии;

- при комнатной температуре производят стабилизацию головного мозга в полости черепа, который полностью погружен в фиксирующий раствор, путем проточной фиксации в фиксирующем растворе, основанном на 10% формалине, подаваемом капельно в полость черепа через отверстие в затылочной кости и твердой мозговой оболочки.

2. Способ фиксации головного мозга ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего по п. 1, отличающийся тем, что слив фиксирующего раствора осуществляется через естественные отверстия в черепе.

3. Способ фиксации головного мозга ископаемого позднеплейстоценового млекопитающего по п. 1, отличающийся тем, что срок стабилизации головного мозга в фиксирующем растворе составляет не менее 3 недель.