Analysis and 3D Imaging of Morphometric - Mineral Structure Changes in Skulls of Male and Female Guinea Pigs During and After Developmental Period

SUMMARY: Even though morphometric and mineral studies related to the guinea pig (Cavia porcellus) skull have been carried out, this study is the first attempt to evaluate all developmental stages of male and female guinea pigs. This study aims to this study is to create 3D modeling of CT images obtained from the skulls of male and female guinea pigs during the developmental period (prepuberty and the period between puberty and adulthood) and following periods (young adulthood and old adulthood), to analyze some biometric bone data such as volume, surface area and length, and to assess the developmental analysis of the mineral matter change in their skulls. The CT-scanned skulls were transferred to 3D Slicer (5.0.2), which is used for 3D modeling. The surface area and volume were calculated by measuring the measurement points on the models. In addition, the XRF device was used to show elemental ratio changes during different developmental stages. According to metric measurements, a gradual increase was observed during the life period. The metric measurements of the skull bone had a higher measurement value in male guinea pigs than in their female counterparts. While Ca/P ratio increased up to the third group and partially decreased in the fourth group in males, it gradually increased from the first group to the fourth group in females. This study revealed that puberty, adulthood and sex were effective in the physical and chemical characterization of skull bone structure in guinea pigs.

Aunque se han realizado estudios morfométricos y de minerales relacionados con el cráneo del cobayo (Cavia porcellus), esta investigación es el primer intento de evaluar las etapas de desarrollo de cobayos machos y hembras. El objetivo de este estudio fue crear un modelado 3D de imágenes de tomografía computarizada obtenidas de los cráneos de cobayos machos y hembras durante el período de desarrollo (prepubertad y el período entre la pubertad y la edad adulta) y los períodos siguientes (edad adulta joven y edad adulta mayor), para analizar algunos datos biométricos de los huesos, como el volumen, la superficie y la longitud, y además, analizar el cambio de materia mineral en sus cráneos durante el desarrollo. Los cráneos escaneados se transfirieron a 3D Slicer (5.0.2), que se utiliza para el modelado 3D. El área de superficie y el volumen se calcularon midiendo los puntos de medición en los modelos. Además, se utilizó el dispositivo XRF para mostrar los cambios en las proporciones elementales durante diferentes etapas de desarrollo. Según mediciones métricas, se observó un aumento gradual durante el período de vida. Las medidas métricas del hueso del cráneo tuvieron un valor de medición más alto en los cobayos machos que en las hembras. Mientras que la relación Ca/P aumentó hasta el tercer grupo y disminuyó parcialmente en el cuarto grupo en los machos y aumentó gradualmente del primer grupo al cuarto grupo en las hembras. Este estudio reveló que la pubertad, la edad adulta y el sexo fueron efectivos en la caracterización física y química de la estructura ósea del cráneo en cobayos.

Silicone plastination of nasus and lingua in large ruminants with and without use of formaldehyde / Plastinación de silicona de nasus y lengua en rumiantes mayores con y sin el uso de formaldehido

SUMMARY: Plastination is an anatomical preparate preparation technique characterized by the replacement of tissue fluids with a reactive polymer. Although more challenging and economically costly than many anatomical methods, this method is desirable because of the fact that specimens created in this method are highly similar to the natural appearance of the intended objects, and they are durable and harmless end products for human health. Our main goal was to completely leave out formaldehyde and similar carcinogenic chemicals used in a method like plastination and to allow production of formaldehyde-free plastinates to be used in anatomy training and examinations in our country. To that end, we compared nose and tongue of 10 large ruminants by subjecting them to plastination, 5 of them with formaldehyde and 5 of them without formaldehyde, and aimed to leave formaldehyde out by taking into account the difference between them. Silicone plastination is the most commonly-used and best-known technique among the plastination techniques because specimens created using this technique look aesthetically impressive. Silicone plastination consists mainly of 5 phases. First of all, we obtained the anatomical situs we wanted and made specimens ready by dissecting some of them after fixation and some of them without fixation. Then, after the implementation of a dehydration phase in acetone baths at -25 °C, a forced impregnation phase was implemented by using a mixture of S10-S3 chemical under negative pressure. In the final phase, the curing and hardening phase, the plastination process was completed by giving the specimens their final shape with the use of the S6 solution. As a result, no significant difference was observed between silicone plastination with and without formaldehyde.

RESUMEN: La plastinación es una técnica de preparados anatómicos caracterizada por la sustitución de fluidos tisulares por un polímero reactivo. A pesar de ser económicamente más costoso que muchas métodos anatómicos, este técnica es deseable debido a que las muestras creadas son muy similares a la apariencia natural de los objetos previstos y son productos finales duraderos e inofensivos para la salud humana. Nuestro objetivo principal fue dejar completamente de lado el formaldehído y las sustancias químicas cancerígenas similares utilizadas en un método como la plastinación y permitir la producción de plastinados libres de formaldehído para su uso en la formación y los exámenes de anatomía en nuestro país. Con ese fin, comparamos la nariz y la lengua de 10 rumiantes mayores sometiéndolos a plastinación, 5 de ellos con formaldehído y 5 de ellos sin formaldehído, y buscamos eliminar el formaldehído considerando la diferencia entre ellos. La plastinación con silicona es la técnica más utilizada y más conocida entre las técnicas de plastinación porque los especímenes creados con ella se ven estéticamente impresionantes. La plastinación con silicona consta principalmente de 5 fases. En primer lugar, obtuvimos el situs anatómico que queríamos y preparamos los especímenes diseccionando algunos de ellos después de la fijación y otros sin fijación. Luego, de la implementación de una fase de deshidratación en baños de acetona a -25 °C, se implementó una fase de impregnación forzada utilizando una mezcla del químico S10-S3 a presión negativa. En la fase final, la fase de curado y endurecimiento, se completó el proceso de plastinación dando a los especímenes su forma definitiva con el uso de la solución S6. Como resultado, no se observaron diferencias significativas entre la plastinación con silicona con y sin formaldehído.