学位論文要旨


No 112004
著者（漢字） 張,静華
著者（英字）
著者（カナ） チャン,ジンホワァ
標題（和） 脳切片のプラスティネーションに対する新素材(BIODURTM P-40)の適用
標題（洋） Application of a New Material(BIODURTM P-40)for Plastination of Brain Slices
報告番号 112004
報告番号 甲12004
学位授与日 1996.03.29
学位種別 課程博士
学位種類 博士(医学)
学位記番号 博医第1060号
研究科 医学系研究科
専攻
論文審査委員 主査：　東京大学　教授　町並,陸生
　東京大学　教授　高取,健彦
　東京大学　助教授　貫名,信行
　東京大学　助教授　佐々木,富男
　東京大学　助教授　中田,隆夫
内容要旨 目的

　この論文では、新しいポリエスティル樹脂であるBIODURTMP-40を用いて、脳スライスのシート・プラスティネーションを行なう方法をのべ、これを、従来のBIODURTMP-35による方法と比較検討する。とりわけ、それぞれの方法のありうべき難点について、詳述する。標本作製の失敗がどのように起こるか、そうした難点がどういう原因で発生するかについて、詳しく検討し、それをどうやれば防止できるかについて議論する。

方法と材料1.P-40法について

　P-40は、透明なポリエステル樹脂であって比較的粘性が低い(14.5mPa・s)。感光性があり、近紫外線(315〜400mm波長)の照射によって硬化する。

(1)固定とスライス作製

　死後2〜3時間に採取したヒトの脳を、5%フォルマリン水溶液(固定液)に浸し、室温で少なくとも4週間経過させる。固定によって硬化した脳から、家庭用スライサーを用い脳スライス(厚さ:4〜8mm)を作る。

(2)脱水

　脳スライスの脱水には、-25°Cに冷却したアセトンを用いる。第一槽アセトンの濃度は90%以上、第二槽アセトンの濃度は99%以上である。脳スライスを+5°Cに予冷したあと、冷却アセトンに浸す。脱水に要する時間は、厚さ4mmスライスで2〜4日、厚さ6mmで6〜8日、厚さ8mmで10〜15日である。脱水が完了する時点で、第二槽に含まれる水分は2%未満でなければならない。

(3)樹脂モノマーの浸透

　脱水が完了したのち、これを行なう。最初、モノマー槽に浸漬したのち、真空ポンプを用いて強制浸透させる。浸漬も強制浸透も、低温下(-25°C)で行なう。浸漬は、厚さ4mmの切片の場合で24時間、強制浸透は24時間を要する。これらはすべて、遮光して行なう。真空度は、最終的に1〜2mmHgになるように調節する。24時間(厚さ8mmスライスの場合は48時間)の強制浸透ののち、樹脂の表面にアセトンの泡が発生してこなくなったら、標本からアセトンが取り除かれて、強制浸透は終了したと考えてよい。

　そのあとで、単層ガラス板のflat chamberを組み立てる。

(4)硬化

　flat chamberを水平に置く。脳スライスと樹脂モノマーを入れたflat chamberを上下、約25cmの距離から同時に、近紫外線(315-400mm波長)で照射する。その間、flat chamberの温度が+35°Cを超えないようにする(超えればそのつど照射スイッチを切る)。厚さ4mmのスライスの場合、硬化に約3時間(400ワットの光源使用時)を要する。

2.従来のBIODURTMP-35法と新しいP-40法の比較

　P-35法では、P-40法の場合と違い、樹脂モノマー(使用直前にBIODURTMP-35と硬化剤A9とを混ぜ合わせたもの)を満たした二つの液槽を用意し、+5°Cで48時間(それぞれの液槽で24時間ずつ)浸漬する。樹脂の強制浸透も、室温下で24時間行なう。そのあと、二層ガラス板のflat chamberを組み立てる。硬化は、45分間だけ近紫外線を照射したのち、+40°Cの恒温槽に標本を移し、4日間にわたり熱硬化させる。

結果

　P-40法では、脳の灰白質と白質の、これまでになくくっきりした色彩の対照がえられる。フォルマリンで固定した段階では、灰白質と白質の違いはわずかで、きわだたないが、アセトンで脱水すると、全体に色調が明るくなる。硬化を終えると、灰白質と白質の違いが非常に鮮明になる。

　従来行なわれていたP-35法と比較すると、P-40法は、灰白質と白質の色彩の対照がより鮮明であって、脳の小血管もよく見えるうえ、脳組織の収縮もよりわずかである。いっぽう、どちらの方法にも、つぎのような失敗例がある。

　白い斑点……硬化の際に現れる。脱水時に気泡が脳切片の周囲にとどまっていたため、または、硬化の際の過熱が原因で起きる。

　赤い斑点または線条……硬化の段階で、脳の皮質に現れる。硬化を急ぎすぎたせいで起こる。

　フォルマリン・エッジ……硬化がすんでから、脳皮質の縁が黄色くなる。固定に用いるフォルマリンの濃度が高すぎる(5%以上)と起こる。

考察1.P-35の不利な点

　P-35は粘性が高い(7.26×102mPa・s)。またP-35法では、二層のガラス板を用いなければならない。さらに硬化の際にも、短時間の近紫外線照射(長時間では樹脂が劣化)に続けて、+40°Cで4日間にわたる熱硬化を行なわなければならない。

2.P-40の有利な点

　P-40は粘性が低いので、モノマー浸漬ならびに強制浸透を-25°Cで行なうことができる。浸漬の時間も短い(24時間)。硬化は、近紫外線照射のみで行なうことができる。またP-40は、硬化剤、活性剤その他の添加剤を用いることなく、そのまま使用できる。ガラス板は、単層で厚さ2mmのものですむ。また、脱水のために厳密な時刻予定表を組む必要がない。

3.BIODURTMP-35ならびにP-40の用途

　正常な脳切片には、P-40法を用いる。血液の多い脳スライス(脳出血巣をもつもの)にはP-40法は向かない。血液塊は、近紫外線だけでは固まらず、加熱硬化の必要があるので、P-35法が適当である。

4.脳切片の標本が失敗する原因と対策

　収縮、ならびに硬化の急ぎすぎが、二つの大きな原因である。

　flat chamberと紫外線照射源の距離を縮めたり、光量を増したりして、硬化を急いではいけない。ゆっくり硬化させた脳シートのほうが、力学的に安定している。

　収縮は、脱水の際、脳スライスの下面の気泡が取り除かれないために起こる。そこで脱水と浸透の間、標本を少し傾けておく必要がある。また脱水の間、定期的に揺する必要がある。flat chamberに標本を移す際も、標本表面に気泡がつかないようにしなければならない。

審査要旨

　本研究は、BIODURTMP-40を用いて、脳スライスのシート・プラスティネーションを行なう方法を実施し、従来のBIODURTMP-35による方法と比較検討するものである。

　P-40は、新しく開発された透明なポリエステル樹脂であり、粘性が低く、感光性がある。P-40法は、(1)脳の固定とスライス作製、(2)脱水(-25°Cに冷却したアセトンを用いる)、(3)樹脂モノマーの浸透(-25°Cの低温下で、1〜2mmHgの真空度に達するまで行なう)、(4)硬化(315〜400mm波長の近紫外線を照射する)の4段階からなる。従来のP-35法は、P-35と硬化剤A9とを使用直前に混ぜ合わせる点、強制浸透を室温下で行なう点、近紫外線照射に加えて+40°Cの恒温槽での熱硬化を必要とする点が、P-40法と異なる。

　二つの方法を比較して、つぎの結果を得た。

　P-40法では、脳の灰白質と白質の、これまでにないくっきりとした色彩の対照がえられる。P-40は粘性が低いので、浸透を-25°Cで行なうことができ、時間も短くてすむ。硬化は、近紫外線の照射のみで十分である。また、硬化剤、活性剤そのほかの添加を必要としない。(4)の過程で使用するガラス板も薄いものですむなど、P-35法に比べて多くの利点を有する。

　このためP-40法は、正常な脳スライス全般に対して用いることができる。いっぽう、脳出血巣をもつ脳スライスには、P-35法が適している(血液が加熱硬化を必要とするため)。

　以上のように本研究は、医学標本作製のための基礎的資料を提供するものであり、学位の授与に値するものと考えられる。

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