ПГМГ — НОВЫЙ КОНСЕРВАНТ ДЛЯ АНАТОМИЧЕСКОГО БАЛЬЗАМИРОВАНИЯ
by ПОЛИГЕКСАМЕТИЛЕНГУАНИДИН — НОВЫЙ КОНСЕРВАНТ ДЛЯ АНАТОМИЧЕСКОГО БАЛЬЗАМИРОВАНИЯ
Васильев О. Д., Светлов Д. А., Рябинин И. А.
Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии (заведующий — проф. А. Г. Бойцов) Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И. И. Мечникова
Реагенты, применяемые в анатомическом бальзамировании, можно разделить на два функциональных класса: соединения, обладающие дезинфицирующей активностью и фиксирующие ткани, и соединения, способные создавать в тканях связнодисперсную среду (гель), замещая воду.
- К первому классу относятся: формальдегид (формалин), фенол, тимол, лизол, этанол, метанол, мышьяковистая кислота, уксусная кислота, соли ртути, хромовая кислота, бихромат калия, отвары и настои некоторых растений.
- Ко второму классу относятся глицерин и различные полимерные композиции (например, латекс, «силикон», эпоксидные смолы). Кроме того, в процессе изготовления препарата применяются некоторые вспомогательные вещества: средства дегидратации (минеральные соли, ацетон), красители, среды для покрытия препарата прозрачной пленкой или заделки его в прозрачную среду (яичный белок, лаки, агар-агар, желатин, плексиглас) [1, 6].
Популярные ранее методики бальзамирования на основе формалина к настоящему моменту теряют актуальность по ряду причин, в первую очередь из-за токсичности формальдегида. Формальдегид, как универсальный белковый коагулятор, обладает повреждающим действием на респираторное древо на всем его протяжении, что выражается в цитотоксическом эффекте на эпителий дыхательных путей и приводит к снижению объема и качества выработки сурфактанта и ослаблению мукоцилиарного клиренса.
Эти эффекты способствуют возникновению инфекционной патологии дыхательной системы и ее хронизации. Формальдегид также проявляет эпидермотоксическое действие. Резиновые перчатки не только не предохраняют от контакта с формальдегидом (он проникает через резину), но и способствуют мацерации кожи. Кроме того, формальдегид при длительном хранении разлагается на метиловый спирт и муравьиную кислоту, значительно превосходящие исходное вещество по токсичности и обладающие нейротропным действием.
Формалин не является эффективным дезинфектантом, поскольку ряд микроорганизмов обладает способностью утилизировать как сам формальдегид, так и родственные соединения. Следует также констатировать низкое качество препаратов, полученных методом формалинизации. Такие препараты обладают неестественным цветом, плотностью тканей и неприятным запахом. Причина кроется в том, что в слабых растворах формалина (2–3 %) красный гемоглобин окисляется до бурого метгемоглобина; концентрированные растворы (20–30 %) окисляют гемоглобин до черного катгемоглобина. Для сохранения цвета препаратов или получения «сухих» препаратов с сохранением объема и консистенции органа всегда приходится использовать дополнительные реактивы (в методах Мельникова — Разведенкова, Кайзерлинга, Шора, Лысенкова) [1, 6], что значительно усложняет процесс и увеличивает финансовые затраты.
На смену формалинизации с успехом приходит полимерное бальзамирование. Данный метод основан на пропитке предварительно обезвоженных и обезжиренных органов растворами мономерных соединений и проведении реакции полимеризации в тканях. В качетве таких полимеров предложены каучук [6] и кремнийорганические соединения, «силикон» (G. Von Hagens, 1977), силоксановая композиция и эпоксидные смолы (С. П. Григорян, Д. А. Старчик, И. В. Гайворонский).
Препараты, полученные таким способом, сохраняют цвет, форму и первоначальный объем, имеют эластичную консистенцию и не выделяют токсичных аэрозолей в окружающую среду; способны неограниченно долго храниться без специального ухода. Однако полимерное бальзамирование требует применения патентованных реактивов и специального лабораторного комплекса, включающего вакуумное оборудование и криостат, что делает методику затратной.
Предлагаемый нами метод основан на применении относительно нового биоцидного агента — полигексаметиленгуанидина гидрохлорида (ПГМГ). ПГМГ — линейный или разветвленный полимер; температура плавления 100–150 °C; растворим в воде и этаноле. Технический ПГМГ — прозрачно-белые или прозрачно-желтые кристаллы неправильной формы. В 10 %-ных и более концентрированных водных растворах при комнатной температуре происходит студнеобразование [3].
Полигуанидин обладает рядом свойств, благодаря которому его можно рассматривать в качестве перспективного бальзамирующего агента: относится к 4-му классу токсичности по ГОСТ 12.1.007–76 (LD50 = 815 мг/кг per os для мыши, при накожной аппликации 10000 мг/кг [3]), композиты на его основе зарегистрированы как дезинфектанты и кожные антисептики. Препарат обладает широким спектром биоцидной активности [2, 7], является поликатионной смолой и сильным органическим основанием, чем обеспечивает как бактерицидную, так и консервирующую активность.
Полигуанидин — единственный в мире водорастворимый полимерный антисептик, образующий на обрабатываемых объектах длительно сохраняющуюся нанопленку.
В доступной нам литературе нет упоминаний о применении данного вещества в анатомическом бальзамировании.
ПГМГ можно отнести к обоим классам консервантов, поскольку он обладает свойствами фиксатора и способен образовывать гель в тканях препарата.
С поверхности макропрепаратов кафедры нормальной анатомии СПбГМА нами было выделено специфическое микробное сообщество, устойчивое к формальдегиду (см. рис. 1) [8, 9]. Утилизация формальдегида возможна в ксилулозо 5-фосфатном цикле, сериновом цикле, а также посредством формальдегиддегидрогеназы с участием глутатиона [4, 5, 11]. Помимо этого, формальдегид может вступать в реакцию образования ацеталей и полуацеталей с углеводами клеточных стенок и капсул бактерий.
Рост представителя обнаруженного нами сообщества — Providencia alcalifaciens в жидкой среде наблюдался при концентрации формальдегида 5%. ПГМГ способен подавлять рост представителей данного флоры [10].
Рис. 1. Сообщество, резистентное к формальдегиду:
1 — Bacillus sp. (темные) в окружении палочек с капсулоподобным слоем (светлые). Окраска по Граму, X630; 2 — Bacillus sp.: видны вегетативные формы и споры. Окраска по Граму, X630; 3 — Actinomyces sp. Окраска по Граму, X630; 4 — Staphylococcus sp. Окраска по Граму, X630; 5 — Aspergillus sp., конидиеносец. X280; 6, 10 — Scopulariopsis brevicaulis, конидиеносец. X630; 7, 8 — Tarsonemus sp. Клещи-микофаги на колонии Scopulariopsis. X56; 9 — Scopulariopsis brevicaulis. Прорастающие споры. X56; 11 — Alternaria sp. Мицелий на агаровом блоке. X56
В целях бальзамирования нами использовался модифицированный полигуанидин — действующее вещество препарата «Тефлекс А», производства ЗАО «Софт-Протектор», СПб., Российская Федерация (свидетельство о государственной регистрации № 77.99.36.2.У.5236.7.07 от 11.07, сертификат соответсвия № РОСС RU.0001.11АЯ12), полученный в виде кристаллического вещества.
Для анатомического бальзамирования получен раствор следующего состава (для объема 500 мл): вода — 2/3 объема, раствор полигуанидина 15 % — 1/3 объема, Na2HPO4 — кристаллический — 5,0, NaH2PO4 — кристаллический — 12,0. Рецептура фосфатного буфера рассчитывается исходя из pH, которое следует измерять ex tempore. Соотношение гидрофосфатов определяется из расчета
pH = pKa + Lg (C (Na2HPO4) / С (NaH2PO4)),
где pH — суммарное в конечной системе, pKa — константа диссоциации NaH2PO4, C — концентрация гидрокарбоната соответственно.
Для изготовления препаратов использовались 5 куриных эмбрионов поздних сроков развития. Опыт поставлен в апреле 2007 г. Эмбриональные ткани содержат высокий процент воды и незрелый коллаген, поэтому легко подвергаются микробной деградации. Объекты предварительно промывались дистиллятом, затем заливались консервантом и выдерживались при комнатной температуре в течение 7 сут. в плотно укупоренной таре. Проводилась периодическая проверка изменения органолептических свойств органа и фиксирующей жидкости. По истечении срока бальзамирования два экземпляра эмбрионов мы залили плотной средой следующего состава: вода — 400 мл, агар Difco — 15 г, расвор ПГМГ 1 % — 100 мл (рис. 2).
Телатрех других эмбрионов были помещены в 1 % раствор ПГМГ без предварительного инъецирования, хранились в негерметично закрытом сосуде. Через 10 месяцев после бальзамирования при осмотре препаратов существенных изменений внешнего вида эмбрионов не выявлено, раствор испарился, и препараты долгое время оставались «сухими». После осмотра произведено ребальзамирование. Препараты помещены в консервант следующего состава: раствор NaCl 0,9 % — 30 мл, насыщенный раствор ПГМГ, полученный предельным растворением кристаллического вещества в течение суток (t = 37 °C) — 70 мл, спирт этиловый 96 % — 10 мл. Предварительно произведены инъекции агара Difco (3 г на 100 мл воды) в несколько спавшиеся глазные яблоки эмбрионов для восполнения объема.
Рис. 2. Куриный эмбрион. Фиксация ПГМГ. Препарат в агаре
Бальзамированные нашим методом (апрель 2007 г.) препараты куриных эмбрионов до настоящего момента (июнь 2008 г.) сохранились в негерметично закрытом сосуде без видимых изменений цвета и плотности тканей, что позволяет рекомендовать наш метод для долгосрочного анатомического бальзамирования.
