Kemik dokusunun dekalsifikasyonunda mikrodalga ışınımının kullanılması

Abstract

Gerek histolojik araştırmalar gerekse enfeksiyon ve tümörler gibi kemiğin metabolik olmayan hastalıklarının mikroskobik incelemesinde, hücresel detayların ve organik matriksin iyi korunması gerekir. Ancak, kemiğin intersellüler matriksindeki yoğun mineral içeriği, doku takibi, kesit alma ve boyanmada sürekli sorun yaratır. Kemik ve diğer kalsifiye dokulardan doyurucu parafin ya da selloidin kesitlerin alınabilmesi için minerallerin dokudan uzaklaştırılması gereklidir. Mineralleri dokudan uzaklaştırmak için kullanılan rutin dekalsifikasyon yöntemlerinin en önemli dezavantajı uzun zaman almasıdır. Dekalsifikasyonu hızlandırmak amacıyla, asitlerin yüksek konsantrasyonlarda ya da çeşitli karışımlarda kullanılmasının yanısıra ultrason, elektroliz, vakum gibi metodlar da önerilmektedir. Ancak bu metodlar, morfolojik detayların kaybı, yetersiz boyanma, dokuda şişme ya da büzüşme gibi artefaktlara neden olurlar. Diğer taraftan, dilüe solüsyonlar ya da EDTA kullanılması, boyanma kalitesini ve doku morfolojisini çok fazla etkilemezken, işlemin uzamasına neden olur. Isının difuzyonu arttırıcı etkisi bilindiğinden, difüzyonun anahtar faktör olduğu pekçok histopatolojik işlemde, ortam ısısından daha yüksek ama dokuya zarar vermeyecek sıcaklıklar kullanılmaktadır. Mikrodalga ışınımı bu amaçla, son yıllarda laboratuvarlarda kullanılmaya başlamıştır. Mikrodalga ışınımı, fırın kabinine yerleştirilen solüsyon ve doku parçasının, saniyelerleifade edilebilen sürede uniform olarak ısınmasını sağlar. Konvensiyonel ısı kaynaklarından farklı olarak, mikrodalga enerjisi direkt ısıtılmakta olan materyalin içine yönlendirilir. Mikrodalga enerjisi, bir düğmeye basmakla başlatılıp bitirilebilen kontrol edilebilir ısınma sağlar. Bu çalışmada, sıçanlardan elde edilen femur parçalarının oda sıcaklığında dekalsifikasyonu ile mikrodalga ışınımı ve konvensiyonel ısı kaynağında gerçekleştirilen dekalsifikasyon karşılaştırıldı. Ayrıca iki ısı kaynağı arasında zaman ve boyanma kalitesi açısından farklılık olup olmadığı araştırıldı. Deserebre edilen erkek sıçanlardan elde edilen kemik parçalan, EDTA, nitrik asit ve formik asit ile mikrodalga fırın, etüv ve oda sıcaklığında dekalsifiye edildi. Mikrodalga fırın ve etüvde dekalsifikasyon, EDTA ile 55°C, nitrik asit ile 37°C ve formik asit ile 43°C'de gerçekleştirildi. Radyografik olarak dekalsifikasyonun tamamlandığı gösterildikten sonra parafin blok haline getirilen doku örneklerinden alınan kesitler, Ehrlich'in hematoksileni-eozin, van Gieson boyası ve Schmorl'un picro-thionin metodu ile boyandı. Sonuçta, her üç dekalsifiye edici ajan için de, mikrodalga fırın ve etüv arasındaki fark anlamsız, her iki ısıtma yöntemi ile oda sıcaklığı arasındaki farklar anlamlı bulundu. Mikrodalga fırın ve etüvde dekalsifiye edilen örneklerden elde edilen kesitler ile oda sıcaklığında dekalsifiye edilenler arasında, kalite açısından bir fark saptanmadı.

Both histological investigations and microscopical examination of non-metabolic diseases of bone such as tumors and infections requires preservation of cellular details and organic matrix. But, dense inorganic content in intercellular matrix of bone causes some problems during stages of tissue processing, sectioning and staining. In order to obtain satisfactory paraffin and celloidin sections of bone or other calcified tissues it is necessary to remove the mineral from tissues. Disadvantage of routine decalcification methods that is used to remove mineral is time-consumption. In order to accelerate decalcification not only higher concentrations or various mixtures of acids but also ultrasound, electrolysis and vacuum is recommended as well. But these methods may produced artifacts such as loss of morphological details, insufficient staining and swelling or shrinkage of tissue. Conversely, use of dilute reagent or EDTA may not improve the quality of the staining and morphological details, but will merely prolong the period necessary to complete decalcification. The acceleration effect of heat on diffusion is known. At the numerous histopathologic procedures in which diffusion is a key factor temperature higher that will not damage tissue than room temperature is used. For this purpose microwave irradiation is employed in laboratory in recent years. Microwaveirradiation provide uniform heating of solution and specimen. Compared to conventional oven microwave irradiation delivered directly in to the specimen being heated. Moreover, the process can be started and stopped abruptly at the push of button or turn of a dial. Therefore, microwaving represents controlled heating. In this study, decalcification of the rat femurs at room temperature was compared with decalcification of microwave heating and conventional heating. In addition time and staining quality differences between two heating methods were studied. Bone specimens that were provided from male rats were decalcified with EDTA, nitric acid and formic acid at room temperature, microwave oven and conventional heat source. Decalcification at microwave oven and conventional heating source was utilized at 55°C, 37°C and 43 °C with EDTA, nitric acid and formic acid respectively. After end point of decalcification was determined with radiographic method specimens were embedded in paraffin. Then sections were stained with Ehrlich's haematoxylin and eosin, van Gieson's picro-fuchsin and Schmorl's picro-thionin. As a result for all three decalcifying agents difference between, microwave oven and conventional heat source was insignificant, while the difference between both heating methods and room temperature was found to be significant. The quality of sections obtained from the specimen that were decalcified with microwave oven and conventional heat source compared with decalcified at room temperature showed no difference.