Úvod: Korozivní preparáty (KP) slouží k vizualizaci a hodnocení morfologie dutých struktur. KP s naplněným kapilárním řečištěm umožňují za pomoci zobrazovacích metod získání dat použitelných pro matematické modelování orgánové perfuze. Náročnost přípravy KP stoupá s objemem cévního řečiště, proto byly touto metodou doposud zkoumány zejména malé živočišné druhy. Cílem této studie bylo optimalizovat protokoly přípravy korozivních preparátů různých orgánů prasete domácího, a to vzhledem k dostupnosti těchto orgánů a významu prasete domácího v experimentální medicíně. Metoda: Byly použity orgány (játra, slezina, ledviny a tenké střevo) zdravého prasete domácího. Celkem 10 prasat (6 samic), plemeno přeštické černostrakaté, hmotnost 35–45 kg. Orgány byly vypreparovány, do systémového řečiště byl aplikován heparin a následně byl cévní systém orgánu propláchnut buď in situ (játra), nebo po vyjmutí z těla zvířete (ledviny, slezina, tenké střevo) heparinizovaným fyziologickým roztokem. Veškerá manipulace s vyjmutými orgány pak probíhala pod vodní hladinou z důvodu prevence embolizace vzduchu do cévního řečiště. Dalším krokem byla intraarteriální (u jater i intraportální) aplikace pryskyřice Biodur E20? (Heidelberg, Německo). Po ztuhnutí pryskyřice byly odstraněny okolní tkáně pomocí 15% roztoku KOH a poté vymyty vodou. Objemné preparáty byly uchovávány v 70% denaturovaném alkoholu, menší byly vysušeny mrazem. Hotové KP byly zkoumány pomocí stereomikroskopu, běžné výpočetní tomografie (CT), mikro-CT, skenovací elektronové mikroskopie (SEM) nebo vysokorozlišovacího digitálního mikroskopu. Výsledky: Díky odběru orgánů za specifických podmínek, použití vhodné pryskyřice i metodiky nástřiku se podařilo získat kvalitní KP jater, ledvin, sleziny a tenkého střeva prasete domácího. Možnost barvení pryskyřice zlepšila makroskopickou přehlednost preparátů. Bylo provedeno skenování pomocí běžného CT, které se ukázalo jako vhodná metoda pro zkoumání preparátu jater. Mikro-CT, SEM a vysokorozlišovací digitální mikroskopie pak přinesly obrazy nejdrobnějších struktur řečiště zkoumaných orgánů. I když se SEM pro kontrolu kvality odlitků ještě stále jeví jako nezastupitelná, zdá se, že může být částečně nahrazena vysokorozlišovacím digitálním mikroskopem. Mikro-CT umožnilo získání dat o prostorovém uspořádání řečiště a dat pro budoucí softwarové modelování orgánové perfuze zkoumaných orgánů. Vysoká kvalita získaných preparátů umožnila jejich využití i ve výuce anatomie člověka. Závěr: Podařilo se optimalizovat protokol přípravy KP jater, ledvin, sleziny a tenkého střeva prasete domácího. S použitím různých zobrazovacích modalit mohou být tyto KP využity pro získání dat o prostorové architektonice cévního řečiště. Tato data mohou být využita pro přípravu matematických modelů orgánové perfuze využitelných například pro optimalizaci orgánových resekcí.

Introduction: Corrosion casts (CCs) are used for the visualization and assessment of hollow structures. CCs with filled capillaries enable (with the help of imaging methods) to obtain data for mathematical organ perfusion modelling. As the processing is more difficult in case of organs with greater volume of the vasculature, mainly organs from small animals have been cast up to now. The aim of this study was to optimize the protocol of corrosion casting of different organs of pig. Porcine organs are relatively easily accessible and frequently used in experimental medicine. Method: Organs from 10 healthy Prestice Black-Pied pigs (6 females, body weight 35–45 kg), were used in this study (liver, spleen, kidneys and small intestine). The organs were dissected, heparin was administered into the systemic circulation and then the vascular bed of the organs was flushed with heparinized saline either in situ (liver) or after their removal (spleen, kidney, small intestine). All handling was done under the water surface to prevent air embolization. The next step was an intraarterial (in case of the liver also intraportal) administration of Biodur E20? (Heidelberg, Germany) resin. After hardening of the resin the organ tissue was dissolved by 15% KOH and the specimen was rinsed with tap water. Voluminous casts were stored in 70% denatured alcohol, the smaller ones were lyophilized. The casts were assessed with a stereomicroscope, computed and microcomputed tomography (CT and microCT), a scanning electron microscope (SEM) and high-resolution digital microscope (HRDM). Results: High-quality CCs of the porcine liver, kidneys, spleen and small intestine were created owing to the sophisticated organ harvesting, the suitable resin and casting procedure. Macroscopic clarity was improved thanks to the possibility of resin dying. Scanning by CT was performed and showed to be a suitable method for the liver cast examination. MicroCT, SEM and HRDM produced images of the most detailed structures of vascular bed. Despite the fact that SEM seems to be an irreplaceable method for CCs quality control, it seems that this modality could be partly replaced by HRDM. MicroCT enabled to obtain data about three-dimensional layout of the vascular bed and data for mathematical modelling of organ perfusion. With regard to the quality of the CCs, they could also be used to teach human anatomy. Conclusions: The protocol of the corrosion casting of the porcine liver, kidneys, spleen and small intestine CCs was optimized. Thanks to different imaging methods, the CCs can be used as a source of data on three-dimensional architecture of the vascular bed. These data can be used for mathematical modeling of organ perfusion which can be helpful for example for optimization of organ resections.

Biomedicínské centrum Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Plzni

Centrum nových technologií a materiálů Západočeská univerzita v Plzni

Chirurgická klinika Univerzita Karlova Lékařská fakulta v Plzni Fakultní nemocnice Plzeň

Katedra fyziky Fakulta aplikovaných věd Západočeská univerzita v Plzni

Klinika zobrazovacích metod Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Plzni

Nové technologie pro informační společnost Fakulta aplikovaných věd Západočeská univerzita v Plzni

Ústav anatomie Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Plzni

Experimental processing of corrosion casts of large animal organs