Modern morphological study of macro- and microhistotopography of fruits

Full Text

Введение. Изучение морфологии внутренних органов человеческого организма, включая анатомию, имеет глубокие исторические корни. С древних времен исследователи, такие как Гиппократ (около 460–370 гг. до н. э.), стремились понять строение человеческого тела, что стало основой для дальнейшего развития медицинской практики, а его труды положили начало систематическому изучению анатомии и физиологии [1]. Особый интерес вызывала топографическая анатомия, позволяющая понять пространственные взаимоотношения органов и тканей, включая их микротопографию. Прорыв в этом направлении, безусловно, совершил Н.И. Пирогов, разработав метод «ледяной анатомии» [2], который позволил получать детальные послойные препараты органов и тканей путем замораживания и последовательного среза. В дальнейшем морфологические исследования значительно продвинулись благодаря внедрению новых методов, таких как фиксация в различных средах [3], применение компьютерных технологий [4] и коррозионное литье [5].

Современные методики фиксации и подготовки анатомических препаратов позволяют значительно повысить точность морфологических исследований, обеспечивая детальную визуализацию и сохранность структур. Однако большинство этих методов оптимизировано для изучения тканей взрослого организма и требует адаптации для исследований эмбриональных структур, учитывая их хрупкость и небольшие размеры.

Разработка методик, позволяющих получать качественные анатомические препараты эмбрионов человека является актуальной задачей морфологии и эмбриологии. В данной работе предлагается модифицированный метод подготовки, препарирования и фиксации препаратов, позволяющий сохранить анатомические структуры плода в целом. В отличие от существующих методик, ориентированных преимущественно на визуализацию определенной области организма, предложенный подход охватывает весь эмбрион, обеспечивая возможность комплексного исследования его морфологических особенностей на макро- и микроскопических уровнях.

Кроме того, в работе рассматривается применение компьютерной томографии (КТ) как дополнительного инструмента для изучения готового макропрепарата. КТ позволяет получить детальные изображения внутренних структур эмбриона без нарушения целостности образца. Это открывает новые возможности для сопоставления традиционных и цифровых методов анализа, что может значительно повысить точность исследований [4]. Также внимание уделено микрогистотопографическому анализу, позволяющему детализировать пространственные взаимоотношения тканей на клеточном уровне, что дополняет макроморфологическое исследование [6].

Цель исследования заключается в разработке и апробации новых современных методов препарирования, обработки, сохранения и изучения плодного материала.

Материалы и методы исследования. В исследовании использован плодный материал различных гестационных возрастов. Объекты исследования подвергались стандартной процедуре фиксации в 10% растворе формалина с последующей криоконсервацией. Замораживание осуществлялось при контролируемых условиях, обеспечивающих сохранение тканей без значительных изменений. Этот метод фиксации выбран, так как он минимизирует риск повреждения структур, обеспечивая долговременное сохранение образцов.

Для макротопографического исследования проводилось послойное препарирование плодов при помощи ленточнопильного станка. Полученные макросрезы анализировались для оценки топографо-анатомических взаимоотношений органов и тканей, включая их взаимное расположение и размеры.

Дополнительно применялась методика с использованием компьютерной томографии высокого разрешения, что позволило сопоставить данные традиционной анатомии с цифровой визуализацией. Это обеспечило возможность контроля качества послойного разреза. Так же на этапе КТ-сканирования препарат предварительно помещался в агаровую и желатиновую среду по собственной методике [7, 3], что позволяло не только зафиксировать его форму, но и предотвратить контакт фиксирующих и биологических жидкостей с поверхностью сканера, продлевая срок службы оборудования и предотвращая загрязнение рентгенологического кабинета.

После макроскопического анализа срезов отбирались участки тканей для микрогистотопографического исследования на основании их морфологических особенностей и значимости изучаемых анатомических структур и их взаимодействие, что позволяет более полно оценить функциональные аспекты эмбрионального развития. Выбранные образцы подвергались микротомированию, окрашиванию и последующему изучению микроскопическому исследованию.

Результаты исследования. В ходе данной работы были получены высококачественные анатомические препараты эмбрионов человека, обеспечивающие достоверную визуализацию анатомических структур. Применение предлагаемого метода фиксации и криоконсервации позволило сохранить естественные топографо-анатомические взаимоотношения органов и тканей, минимизируя риск деформации и артефактов. Полученные макро- и микропрепараты (рис. 1-2) демонстрируют высокую степень детализации, что делает их ценным материалом для морфологических исследований в образовательных и научных целях.

Использование ленточнопильного станка для секционирования позволило добиться четких и точных срезов, что исключает механические повреждения структур, такие как разрывы тканей и искажение анатомических характеристик, обеспечивая тем самым высокую воспроизводимость результатов и достоверность последующего анализа. Данный метод обладает преимуществом перед традиционными техниками препарирования, как например, обычная аутопсия при помощи рутинных методов и инструментов, так как позволяет анализировать целостную морфологию эмбриона без значительных искажений.

Дополнительное применение компьютерной томографии подтвердило высокую точность предложенного препарирования, а также позволило создать цифровые копии исследуемых образцов (рис.3). При этом предварительное помещение образца в агаровую среду обеспечивало защиту поверхности сканера, не создавая артефактов сканирования, а также способствовало долговременному сохранению самого препарата, увеличивая срок его существования и снижая риск деградации тканей. Это открывает перспективы для дальнейшего анализа морфологических данных, их хранения и использования в сравнительных исследованиях. Также появляется возможность организации атласа микро-, макро- и рентгенанатомии, основанной на создании цифровых копий, что делает данный метод незаменимым инструментом для научных и учебных целей.

Проведение микрогистотопографического анализа на основе макросрезов обеспечило детализированное представление о структурной организации тканей эмбриона на клеточном уровне. Полученные микропрепараты позволили изучить пространственные взаимоотношения тканей, что является важным аспектом комплексного морфологического анализа.

Рисунок 1. Макропрепарат аксиллярного среза плода, помещенного в изолирующую агар-агаровую среду
Рисунок 2. Микропрепарат аксиллярного среза плода
Рисунок 3. Сагиттальная томограмма плода.

Заключение. Исследование показало эффективность предложенного метода подготовки и фиксации анатомических препаратов эмбрионов человека. Комплексный подход, включающий макротопографическое секционирование, компьютерную томографию и микрогистотопографический анализ, позволил получить высококачественные образцы, демонстрирующие значительную степень детализации морфологических структур. Особое значение имеет возможность переноса препаратов на цифровые носители, что не только обеспечивает долговременное хранение и распространение данных, но и открывает новые перспективы для научных и образовательных исследований. В целом, разработанный метод представляет собой значительный шаг вперед в области изучения плодного материала, сочетая традиционные и современные технологии для достижения высокой точности визуализации анатомических структур.

About the authors

Dmitriy Sergeyevich Katan

Petrovsky Medical University "Petrovsky National Research Center of Surgery"

Email: remol_dobronog@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-2451-6247

student

Russian Federation, 119991, Russia, Moscow, l. Abrikosovsky d.2

Alisa Andreyevna Smirnova

Petrovsky Medical University "Petrovsky National Research Center of Surgery"

Email: remol_dobronog@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-0073-1641

student

Russian Federation, 119991, Russia, Moscow, l. Abrikosovsky d.2

Michail Alekseyevich Chuiko

Petrovsky Medical University "Petrovsky National Research Center of Surgery"

Author for correspondence.
Email: remol_dobronog@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-2588-1138

student

Russian Federation, 119991, Russia, Moscow, l. Abrikosovsky d.2

References

Supplementary files

There are no supplementary files to display.