引言

在過去十年，骨骼和組織損傷的修復(fù)技術(shù)，已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。像髖關(guān)節(jié)植入物和展伸等器件已經(jīng)廣泛用于修理和矯正等問題，而在過去，這些都是難于修理的。

植入物在體內(nèi)的生物兼容性是一個(gè)主要的關(guān)注問題也是需要進(jìn)行顯微組織檢查的主要原因。一個(gè)成功的植入要求骨骼或組織能接受植入物并且不排斥植入手術(shù)。與此同時(shí)，外科植入物還暴露在身體的生物化學(xué)環(huán)境并可能造成降解。為了評(píng)估這種兼容性，為進(jìn)行顯微分析而進(jìn)行的任何制備技術(shù)都應(yīng)當(dāng)避免使骨骼或組織受到損傷，與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)保持植入物的原始真實(shí)性。

骨骼具有海綿質(zhì)并可以再生，因此能夠隨著時(shí)間改變其體積。而植入物則較硬，體積不會(huì)改變，在人體中會(huì)降解并造成失效。硬的植入物和軟的骨骼或組織在硬度上的差異，對(duì)于試樣制備是一個(gè)挑戰(zhàn)。

對(duì)于骨骼和組織的研究有兩種方法。薄截面試樣可用于X射線照相術(shù)以及在透射光下進(jìn)行顯微觀察。大塊試樣則在反射光下進(jìn)行顯微觀察。更常使用的是薄截面試樣，它比大塊試樣能提供多得多的信息，下面將進(jìn)行詳盡討論。

薄截面試樣

含有植入物的薄截面試樣經(jīng)過拋光后，既可以在透射光下進(jìn)行顯微觀察，也可以在反射光下進(jìn)行顯微觀察。植入物不透明，因此應(yīng)在反射光下進(jìn)行顯微觀察，可以看到諸如孔隙度、晶粒度、以及腐蝕等特性。骨骼或組織是透明的，因此可以在透射光下進(jìn)行顯微觀察。薄截面試樣可以更加清晰地顯示出細(xì)胞特征，例如骨單位*和Havers管**的組織細(xì)節(jié)。而像金屬植入物中的孔隙、涂層（HA）、以及腐蝕等組織特征，則用經(jīng)過拋光的截面進(jìn)行顯微觀察效果更好。

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*骨單位——硬骨構(gòu)造的基本單位，包含Havers管及其同心排列的骨板。在Havers系統(tǒng)中約含4-20骨單位，每一骨單位厚3-7微米，骨單位主依骨長(zhǎng)軸方向排列。譯者注。

**Havers管——骨小管，在致密的Havers系統(tǒng)中的自由小管。Clopton Havers (1650-1702)——英國醫(yī)師和解剖學(xué)家，因研究骨骼的微細(xì)結(jié)構(gòu)而著名。譯者注。

一般情況下，使用石蠟法來制備經(jīng)過脫鈣處理的骨骼和軟組織，試樣用薄片切片機(jī)切成薄片。

然而薄片切片機(jī)不能有效地用于含有植入物的骨骼或組織，因?yàn)檫@樣會(huì)使切片機(jī)的刀片容易受損。一個(gè)受損的刀片會(huì)使組織撕裂，造成試樣的損壞。當(dāng)切割經(jīng)過脫鈣處理的骨骼，薄片切片機(jī)還可能造成折疊、收縮或顯微裂紋，給顯微觀察帶來困難。

制備步驟

1．將試樣切出厚度約為 2mm 的截面，z好使用金剛石精密切割機(jī)。清洗試樣并徹底干燥，然后將試樣在真空下用 EpoThin^? 低粘度環(huán)氧樹脂進(jìn)行鑲嵌。

2．鑲嵌的試樣固化后，用600號(hào)和800號(hào)（或P1200號(hào) 和P1500號(hào)）的 CarbiMet^? 碳化硅砂紙將試樣的一面進(jìn)行磨光，直到整個(gè)表面露出并平坦。

骨骼薄截面在透射光下的顯微組織黑色區(qū)域?yàn)橹踩胛?/p>

3．將試樣和一塊載片仔細(xì)清洗和干燥。用環(huán)氧樹脂或氰基丙烯酸脂膠將磨面與載片相連。使用氰基丙烯酸脂膠時(shí)必須非常細(xì)心，因?yàn)檫@種膠的固化非常快，如果處置不當(dāng)，手指將與載片粘在一起。

氰基丙烯酸脂膠與塑料載片一起使用效果z好。如果使用玻璃載片，在與試樣相連以前，表面應(yīng)當(dāng)用600號(hào)（或P1200號(hào)）砂紙磨，以改善粘著。

4．當(dāng)使用環(huán)氧樹脂以獲得良好與均勻的薄層粘接，將載片放在 PetroBond? 中，在固化時(shí)加壓，或采用其它手段加壓。要確認(rèn)環(huán)氧樹脂不與粘接夾具的任何部位接觸。將 PetroBond? 放在45-50 °C（113-122 °F）的熱板上 2-3 小時(shí)。加熱將加速固化過程。如果不進(jìn)行加熱，環(huán)氧樹脂的固化將需時(shí)24小時(shí)或更長(zhǎng)。

5．當(dāng)環(huán)氧樹脂完全固化、手指放在上面不會(huì)產(chǎn)生壓痕時(shí)，將載片拿開并使之冷卻到室溫。

6．對(duì)于醫(yī)學(xué)應(yīng)用，含有植入物的試樣應(yīng)當(dāng)首先用 IsoMet 精密切割機(jī)切割，然后用 PetroThin^?薄片切割系統(tǒng)磨光。使用 IsoMet^? 系列精密切割機(jī)切割試樣時(shí)，不僅能保護(hù)好試樣，而且能使組織損傷減到Z小。PetroThin^? 要求使用較厚的切割片，可能會(huì)對(duì)植入物和組織帶來損傷。

如果試樣需要用手進(jìn)行磨光，這時(shí)要用較粗的砂紙，例如320-400號(hào)（或P400-P800號(hào)）的CarbiMet^? 碳化硅砂紙。將試樣磨到厚度約為125μm。然后使用粒度較細(xì)的砂紙，例如，600號(hào)和800號(hào)（或P1200號(hào)至P1500號(hào)）的CarbiMet^? 碳化硅砂紙，將試樣磨到厚度約為20 - 50μm 或直到組織細(xì)節(jié)透明為止。當(dāng)試樣厚度磨到小于50μm 時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別細(xì)心。

注：用于X射線照相術(shù)時(shí)，試樣的適宜厚度約為80-100 μm，但是如果用于在透射光下進(jìn)行顯微觀察時(shí)，薄截面試樣的厚度應(yīng)在20μm至50μm之間，或磨至組織細(xì)節(jié)透明，可用于觀察為止。

7．在 TexMet^? 1500 或尼龍拋光織物上用3μm MetaDi^? 金剛石膏拋光。使用MetaDi^? Fluid 作為潤滑劑。

8．如有需要，試樣可以在MasterTex^? 拋光織物上進(jìn)行ZZ拋光并使用MasterPrep?氧化鋁拋光懸浮液，以便在短時(shí)間內(nèi)將磨痕去除。

當(dāng)制備薄截面試樣時(shí)，z好能使上下表面保持平行，特別是當(dāng)試樣準(zhǔn)備進(jìn)行顯微X射線照相或在透射光顯微鏡下進(jìn)行觀察時(shí)。為了保持試樣的平行度，可以使用半自動(dòng)設(shè)備，例如PetroThin^?薄截面制備系統(tǒng)，進(jìn)行試樣制備，或使用特殊夾持器用手在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的盤上進(jìn)行試樣制備。PetroThin^? 薄截面制備系統(tǒng)是為制備具有精確厚度的薄截面而設(shè)計(jì)的。使用這種設(shè)備可以保證獲得始終如一的結(jié)果。

設(shè)備*

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IsoMet^?系列精密切割機(jī)

PetroBond^?薄截面粘接夾具

PetroThin^?薄截面制備系統(tǒng)

消耗器材*

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IsoMet^?金剛石薄切割片

EpoThin^?低粘度環(huán)氧樹脂

CarbiMet^?碳化硅砂紙

TexMet^?1500 拋光織物

MetaDi^?金剛石磨膏（3μm）

MetaDi^? Fluid潤滑劑

MasterTex^?拋光織物

MasterPrep? 氧化鋁拋光懸浮液