Tissue preservation of plastinated brain slices : a comparison between two types of dehydration methods, lyophilization followed by acetone and lyophilization alone

Abstract

The Conventional method for brain slice plastination has been improved by adding a staining procedure and changing the dehydration method, from acetone dehydration to lyophilization. The improved technique still has some drawbacks; flaking occurs on the brain surface after being platinated. This study was aimed at the further improvement of the technique, which could eliminate the flaking. The brain slices were platinated through the standard procedure for S10 plastination. The only difference was in the dehydration process. After fixation and sectioning at 4 mm thick in coronal sections, and at 6 mm thick in horizontal and sagittal sections, the brains were dehydrated through lyophilization for 48 hours, followed by acetone immersion for 8 hours. The specimens were subsequently processed by forced impregnation and curing. The final products were platinated brain slices, with brownish color of the gray matter and cellular components (nuclei) and whitish of the white matters and neuronal fibers or nerve tracts. The degree of shrinkage was 5% in average, which was less than that that of the brains dehydrated by lyophilization only (6% shrinkage). The surface of the brain slices were glistening and smooth, no flaking was observed. Compared to the brain slices that were dehydrated through lyophilization alone, the newly developed brain slices were more flexible and show higher contrast between the gray and white matter. The degree of brightness of the brain surfaces, termed the integrated density, was quantified by computerized software Image Tool. It was found that the platinated brain slices that were dehydrated through lyophilization, and acetone immersion had significantly higher contrast than that of the brains dehydrated by lyophilization alone or those dehydrated by acetone alone and stained with Alston's method.

การศึกษาเปรียบเทียบระหว่างขั้นตอนการดึงน้ำออกด้วยวิธีการระเหิดแห้งตามด้วย สารอะซิโตน (lyophilization followed by acetone dehydration)และวิธีการ ระเหิดแห้งอย่างเดียว (lyophilization alone) ในการผลิตชิ้นส่วนทางชีวภาพสมองกำซาบ ด้วยสารพลาสติก (plastination) โดยดัดแปลงมาจากเทคนิค S10 ด้วยการนำสมองมนุษย์มา ดองตรึง (fixation) ด้วยน้ำยาฟอร์มาลิน 4% เป็นเวลา 1สัปดาห์ หลังจากนั้นนำมาตัดให้เป็น แผ่นหนา 4-6 มิลลิเมตร ในแนว coronal, sagittal และ horizontal planes แล้วนำ ไปผ่านขบวนการแช่แข็งภายใต้อุณหภูมิ 6,-25 และ -70 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ภายหลัง จากการผ่านการแช่แข็ง แผ่นสมองจะถูกนำเข้าสู่ขบวนการระเหิดแห้ง แล้วตามด้วยขั้นตอนการ ดึงน้ำโดยจุ่มในสารอะซิโตนอีกครั้ง หลังจากนั้นไปผ่านขั้นตอนการทำให้พลาสติกแข็งตัว (curing) ที่อุณหภูมิห้อง จากการทดลองพบว่าแผ่นสมองที่ได้มีความสวยงามคงทนดูเป็น ธรรมชาติ เนื้อสมองส่วนที่เป็นเซลล์ประสาท (gray matter) เปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลเข้ม เนื้อสมองส่วนเส้นใยประสาท (white matter) ยังคงเป็นสีขาวเช่นเดิม โดยที่มีการหดตัวของ ชิ้นเนื้อ (shrinkage) เพียงเล็กน้อยเท่านั้น นอกจากนั้นยังพบว่า วิธีการดังกล่าวสามารถ ทำให้ชิ้นส่วนของสมองไม่มีรอยฝ้าขาวซึ่งบดบังรายละเอียดของชิ้นส่วน อีกทั้งเมื่อศึกษา เปรียบเทียบดูความแตกต่างของเนื้อสมองส่วน gray matter และ white matter โดยใช้ โปรแกรมคอมพิวเตอร์ (Image Tool) ในการวิเคราะห์พบว่า วิธี plastination แบบนี้ ให้ชิ้นส่วนสมองที่แสดงความแตกต่างระหว่างสองส่วนได้อย่างชัดเจนเมื่อเปรียบเทียบกับวิธี การระเหิดแห้งอย่างเดียว