Mikrotom in der Pathologie: Technischer Überblick

Ein Mikrotom ist ein Präzisionsschneideinstrument, das in Pathologie- und Histologielabors zur Herstellung extrem dünner Schnitte biologischer Proben verwendet wird, die typischerweise eine Dicke von 2 bis 25 Mikrometern (μm) haben. Diese Schnitte werden auf Objektträger montiert und zur mikroskopischen Untersuchung gefärbt und bilden die Grundlage für die histopathologische Diagnose. Der Begriff „Mikrotom“ leitet sich von den griechischen Wörtern „mikros“ (klein) und „temnein“ (schneiden) ab und beschreibt seine Hauptfunktion genau. Das Instrument ermöglicht die Vorbereitung von Serienschnitten – aufeinanderfolgenden Schnitten durch einen Gewebeblock – und ermöglicht so eine detaillierte dreidimensionale Rekonstruktion anatomischer Strukturen. Die mit der Mikrotomie verbundene Fachterminologie umfasst:Paraffineinbettung,Kryoschneiden,Probenausrichtung, UndEinstellung des Messerwinkels, alles entscheidend für eine optimale Schnittqualität.

Das grundlegende Funktionsprinzip eines Mikrotoms besteht im präzisen mechanischen Vorschieben eines Gewebeblocks gegen eine stationäre Schneidklinge oder umgekehrt in der Bewegung einer Klinge über einen stationären Gewebeblock. Dieser Prozess erfordert äußerst genaue Einstellungen im Mikrometerbereich, um eine gleichmäßige Schnittdicke sicherzustellen. Die meisten modernen Mikrotome verwenden einen Vorschubmechanismus, der auf einer Präzisionsmikrometerschraube oder einem Schrittmotor basiert und die Probe in Schritten vorschiebt, die der gewünschten Schnittdicke entsprechen. Der Schneidvorgang kann manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch erfolgen, wobei fortschrittliche Modelle über Präzisionsführungssysteme verfügen, um optimale Schnittwinkel und -geschwindigkeiten aufrechtzuerhalten. Bei Kryostat-Mikrotomen, die in Gefrierschnitttechniken verwendet werden, ist der gesamte Mechanismus in einer Kühlkammer untergebracht, die auf Temperaturen zwischen -15 °C und -30 °C gehalten wird, um die Gewebeintegrität während des Schnitts zu bewahren.

Mikrotome erfüllen mehrere wesentliche Funktionen in der pathologischen Praxis und Forschung:

• Herstellung dünner, gleichmäßiger Gewebeschnitte für routinemäßige histologische Färbungen (H&E)
• Vorbereitung von Proben für spezielle Färbetechniken (Immunhistochemie, Spezialfärbungen)
• Generierung von Serienschnitten zur dreidimensionalen Rekonstruktion und Analyse
• Intraoperative Gefrierschnittpräparation zur schnellen Diagnose bei chirurgischen Eingriffen
• Vorbereitung von Proben für molekularpathologische Techniken und Forschungsanwendungen

Moderne Mikrotome sorgen durch Präzisionstechnik und hochwertige Materialien für eine gleichbleibende Leistung:

• Basis und Rahmen: In der Regel aus hochbelastbarem Gusseisen oder Aluminiumlegierungen gefertigt, um Stabilität zu gewährleisten und Vibrationen beim Schneiden zu minimieren
• Schneidmechanismus: Präzisionsgefertigte Edelstahlkomponenten sorgen für einen reibungslosen Betrieb und eine gleichmäßige Abschnittsdicke
• Handrad- und Steuerungssysteme: Ergonomisches Design mit pulverbeschichteten Stahloberflächen für Korrosionsbeständigkeit
• Probenklemme: Hergestellt aus Edelstahl oder eloxiertem Aluminium, um eine sichere Gewebeblockretention zu gewährleisten
• Messerhaltersystem: Hochfeste Legierung mit einstellbarem Winkel, kompatibel mit verschiedenen Klingentypen
• : Präzisionsgetriebe- und Leitspindelsysteme, die typischerweise aus Edelstahl und verschleißfesten Legierungen hergestellt werden
• Sicherheitsschilde: Transparentes Polycarbonat oder Sicherheitsglas bietet Schutz, ohne die Sicht beim Betrieb zu beeinträchtigen

Mikrotome finden in zahlreichen Branchen und Sektoren Anwendung:

• Medizintechnik: Pathologische Abteilungen von Krankenhäusern, diagnostische Labore, medizinische Forschungseinrichtungen
• Reinraumtechnik: GMP-konforme pharmazeutische Herstellung, Biosicherheitslabore
• Labortechnik: Universitätsforschungslabore, staatliche Forschungseinrichtungen
• Biotechnologie: Biopharmazeutische Unternehmen, Zellkulturlabore
• Umwelttechnologie: Umweltüberwachungsbehörden, toxikologische Forschungslabore
• Medizinische Geräte: Hersteller medizinischer Geräte, Unternehmen für die Entwicklung von Reagenzien
• Bauingenieurwesen: Laborplanungs- und Designfirmen, wissenschaftliche Anlagenbauunternehmen

Installationsanforderungen:

• Aufstellung auf einer stabilen, vibrationsfesten Arbeitsfläche, direkte Sonneneinstrahlung und Wärmequellen vermeiden
• Sorgen Sie für ausreichend Platz rund um das Gerät für Betrieb und Wartung
• Stabile Stromversorgung, die den Gerätespezifikationen entspricht und bei Bedarf Spannungsstabilisatoren verwendet
• Achten Sie bei motorisierten Mikrotomen auf eine ordnungsgemäße Erdung, um elektrostatische Entladungen zu verhindern

Betriebliche Überlegungen:

• Die Bediener müssen eine spezielle Schulung zum Gerätegebrauch und zu Sicherheitsprotokollen erhalten
• Verwenden Sie immer geeignete persönliche Schutzausrüstung (PSA), einschließlich Handschuhe, Schutzbrille und Laborkittel
• Überprüfen Sie regelmäßig den Zustand der Klingen, da stumpfe oder beschädigte Klingen die Schnittqualität beeinträchtigen und das Risiko erhöhen
• Befolgen Sie die vom Hersteller empfohlenen Reinigungs- und Desinfektionsprotokolle, um Kreuzkontaminationen zu verhindern
• Reinigen Sie die Geräte nach Gebrauch ordnungsgemäß und entsorgen Sie biologisch gefährliche Abfälle gemäß den festgelegten Protokollen

Um einen langfristig zuverlässigen Betrieb von Mikrotomen zu gewährleisten, ist eine ordnungsgemäße Wartung unerlässlich:

Tägliche Wartung:

• Reinigen Sie die Ausrüstung nach jedem Gebrauch gründlich und entfernen Sie Gewebereste und Ablagerungen
• Arbeitsflächen mit geeigneten Mitteln desinfizieren (z. B. 70 %iges Ethanol)
• Überprüfen Sie den Zustand der Klinge und ersetzen Sie sie bei Bedarf
• Überprüfen Sie alle beweglichen Teile auf Leichtgängigkeit und schmieren Sie sie bei Bedarf

Regelmäßige Wartung:

• Monatliche Inspektion und Kalibrierung der Dickenindikatoren, um die Genauigkeit sicherzustellen
• Vierteljährliche professionelle Schmierung aller beweglichen Teile mit vom Hersteller empfohlenen Schmiermitteln
• Halbjährliche umfassende Inspektion und Einstellung durch qualifizierte Techniker
• Jährliche Grundüberholung und Kalibrierung, einschließlich aller feinmechanischen Komponenten

Filterwechsel:Ersetzen Sie bei motorisierten Mikrotomen und Kryostat-Mikrotomen die Luftfilter gemäß den Empfehlungen des Herstellers, normalerweise alle 6–12 Monate, und passen Sie die Häufigkeit je nach Betriebsumgebung an.

Aufzeichnungen:Führen Sie detaillierte Aufzeichnungen aller Service-, Kalibrierungs- und Reparaturaktivitäten, die für die Qualitätssicherung und Compliance-Audits unerlässlich sind.