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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6333822
(24)【登録日】2018年5月11日
(45)【発行日】2018年5月30日
(54)【発明の名称】ミクロトームで切り出し可能なゲル状支持構造体及び方法
(51)【国際特許分類】
G01N 1/36 20060101AFI20180521BHJP
G01N 1/28 20060101ALI20180521BHJP
G01N 33/48 20060101ALI20180521BHJP
【ＦＩ】
G01N1/28 R
G01N1/28 J
G01N33/48 R
【請求項の数】8
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2015-531948(P2015-531948)
(86)(22)【出願日】2013年8月28日
(65)【公表番号】特表2015-531876(P2015-531876A)
(43)【公表日】2015年11月5日
(86)【国際出願番号】US2013057001
(87)【国際公開番号】WO2014042873
(87)【国際公開日】20140320
【審査請求日】2016年7月15日
(31)【優先権主張番号】61/700,062
(32)【優先日】2012年9月12日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】505077404
【氏名又は名称】バイオパス・オートメーション・エル・エル・シー
(73)【特許権者】
【識別番号】504462571
【氏名又は名称】サクラ ファインテック ユー．エス．エー．， インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ウォーレン・ピー・ウィリアムソン
(72)【発明者】
【氏名】リチャード・ダブリュー・ダプソン
(72)【発明者】
【氏名】アミット・ディー・シャー
【審査官】
三木 隆
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２００５／１０３６８５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特表２０１２−５１５９２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０７１５６８１４（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】
特表２００９−５０７２３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開昭５８−１３２８７０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
特開２００３−２１５００４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２００５／０１１２０３２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開昭６１−０５１５６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１１−５０３５１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０５８１７０３２（ＵＳ，Ａ）
【文献】
特開平０２−１６１３３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０８０２１８４１（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】
米国特許出願公開第２００８／０２２７１４４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｎ １／３６
Ｇ０１Ｎ １／２８
Ｇ０１Ｎ ３３／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
組織試料の処理、包埋、及びミクロトームによる切り出しを含む組織病理プロセス中に、少なくとも１つの前記組織試料を保持し、かつ方向付けるための所定の幾何学形状を有する三次元自己支持型の予備成形されたゲルブロックであって、前記ゲルブロックが前記ゲルブロックと前記組織試料とのリボン状切片を形成するためにミクロトームによって切断可能である、ゲルブロックと、
前記ゲルブロックを、清浄又は消毒さえされている、耐湿性条件下に封止する包装部材と、
を備える、包装済みの切り出し可能な組織試料支持構造体。
前記ゲルブロックを、清浄又は消毒さえされている、耐湿性条件下に封止する包装部材と、
を備える、包装済みの切り出し可能な組織試料支持構造体。
【請求項2】
前記ゲルブロックは弾力性を有し、それによって、元の形状からの変形後に、前記ゲルブロックが前記元の形状に戻ることを特徴とする請求項１に記載の包装済みの切り出し可能な組織試料支持構造体。
【請求項3】
前記組織病理プロセス中に前記組織試料を保持し、かつ方向付けするために、前記ゲルブロック中に形成された組織試料収容スペ−スをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の包装済みの切り出し可能な組織試料支持構造体。
【請求項4】
前記組織試料収容スペ−スが、スリット、穴、凹部、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項３に記載の包装済みの切り出し可能な組織試料支持構造体。
【請求項5】
前記組織試料収容スペ−ス中に前記組織試料を保持し、かつ方向付けるように構成された組織保持構造をさらに備える請求項３に記載の包装済みの切り出し可能な組織試料支持構造体。
【請求項6】
前記組織保持構造が、前記組織試料に力を加え、それによって前記組織試料を望ましい方向に保持するように構成された、前記ゲルブロックの少なくとも１つの変形可能部分をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の包装済みの切り出し可能な組織試料支持構造体。
【請求項7】
前記変形可能部分が、開放位置と閉止位置との間で動き、挟み付け力を前記閉止位置において前記組織試料に加え、それによって前記組織試料を望ましい方向に維持するように構成されたヒンジ挟み要素をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の包装済みの切り出し可能な組織試料支持構造体。
【請求項8】
前記ゲルブロックは、前記組織試料の処理に使用される液体及び薬液に対して透過性を有し、それによって組織試料の断面全体の保全を提供することを特徴とする請求項１に記載の包装済みの切り出し可能な組織試料支持構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般的に組織病理に関し、より具体的には科学的または医学的な検査を目的とした生物学的組織の処理、包埋、及びミクロトームでの切り出しに関する。
【背景技術】
【0002】
組織病理は、病理学者による顕微鏡検査のために組織試料を準備する科学的技術である。最終的な目的は、組織試料がとられた患者の病状を診断することである。１つ以上の組織試料が処理ステップにおいて処理されて組織試料から体液が除去され、体液の代わりにパラフィンのような媒体で置換される。組織試料は次いで、媒体中、通常はパラフィン中に包埋され、ブロックに形成される。パラフィンブロックは包埋された組織試料と一緒に非常に薄い切片にスライスされ、この薄い切片は次いで顕微鏡用ガラススライドに接着される。組織切片は着色され、病理学者による顕微鏡検査のために準備される。
【0003】
このプロセスにおいて最も重要なステップのうちの１つは、パラフィン包埋プロセス中に組織試料を切り出し面に対して適正な方向に配置することである。臓器又は腫瘍の大きな切片は、パラフィンブロックに包埋されたときに特定の方向の要求を有しているかどうかが分からない。しかし、ほとんどの組織試料は方向に対する何らかの要求を有している。組織技術者が組織試料の適正な方向を効率的な方法で得るのを助けるように、技術又は成果が入手可能となってきている。ゲルが方向づけの手助けをするように入手可能であるが、これらは通常は混合する必要のある二液型ゲルであるか、冷却されるか活性化され、次いで組織を適正な方向に保持する必要のある固定ゲルである。したがって、ゲルのこれら使用はさらなる時間と望ましい組織の方向を得るための特別な技術を必要とする。さらに、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、及び特許文献５（これら文献の開示はここに参照として組み込まれる）に記載されたような近代的技術は、特定のタイプの組織試料と、それらの方向に対する要求とを適合させる試みの例である。いくつかの特定のタイプは、適正に包埋するのがその他のタイプよりずっと難しい。このことは小さい組織断片に対して特にあてはまる。組織病理プロセスの自動化は、そのような小さな組織試料に対する手動の包埋方法が、検査室の処理速度と同じペースを保つことができないので、さらなる課題をもたらす。
【0004】
全てのビジネスと同様に、組織病理検査室は、病理報告書に対する高い品質と短い納期を維持しつつ、より費用効果を高くするという圧力を受けている。対応して、複雑かつ独特な方向の要求を有する組織サイズおよび形状は、これら要求に合わせるのを非常に難しくする。進化した自動化されたプロセスにおいてさえ、いくつかの組織タイプは適切な包埋に対する追加的な苦労と注意を必要とし続ける。パラフィン包埋及びミクロトーム切り出しプロセスが自動化されるまでは、これらのステップは訓練された組織病理技術者による手動のステップで行われていた。いくつかの「包埋補助」の例が従来技術に示されてはいるが、そのすべてが少なくとも一部の特定の組織タイプに対するこの必要性を解決するところまでは達していない。例えば、組織病理プロセスによって日常的に検査される非常に小さな組織試料がある。これら試料はあまりにも小さくて、ピンセットによる取扱いが困難で、方向付けが極めて困難である場合がある。この問題を悪化させるように、試料があまりにも小さく、組織試料がそれら組織を処理するカセットから逃げてしまわないことを確実とするための特殊なタイプのカセットが必要とされる場合がある。
【0005】
生体検査手順からの小さな糸状のストランド又は識別不能な小片若しくは剥離物は、包埋プロセス中に適正な方向に維持することが特に難しい。したがって、組織病理には、そのサイズおよび方向の要求によって特殊な取り扱い及び包埋技術を必要とする組織タイプ及び手順がある。これら手順は作業の流れを遅くし、品質の良くない結果になりやすい。人体病理に加え、組織病理はヒト以外の種における病気を診断するために使用される。例えば、製薬会社は、ヒトにテストをするのに先立って薬の交互作用又は副作用を検知するためにげっ歯類モデルを一般的に使用する。一般的に使用される１つのげっ歯類モデルはハツカネズミである。遺伝子工学によって、会社は所定のタイプの病気に非常に敏感であるハツカネズミを設計することが可能になり、それによって薬の開発は加速した。これら会社は日常的にハツカネズミモデルを使用して、経費の掛かる試用を行う前に薬の効果を観察している。組織病理は、影響を受けた組織のタイプの検査を通じて薬の効果を確認する。数十万匹のハツカネズミが毎年研究されている。そのような構造の１つの例は中枢神経系である。辺縁系、脳幹、脊髄、及び視覚神経組織は、いくつかの薬に対する異常成長又は病変の最適な指標となる。想像できるように、ハツカネズミからのいくつかの神経糸はことのほか小さい。特に１つの構造である視神経は、直径が１／２ｍｍかつ長さ２ｍｍ未満である。ごく小さい組織試料を、パラフィンの一滴中でその一滴が冷えて固化する間又は２液性のゲル穿刺神経組織試料の回りで固化する間、直立状態に保持するのは非常に大きな挑戦である。多くの場合、この組織試料を放そうとすると、試料は包埋媒体の代わりにピンセットにくっついてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第７１５６８１４号明細書
【特許文献2】米国特許第７７２２８１０号明細書
【特許文献3】米国特許第７７７６２７４号明細書
【特許文献4】米国特許第８０３４２８２号明細書
【特許文献5】米国特許第８３８３０６７号明細書
【特許文献6】米国特許第５８１７０３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
これは、極度の器用さ、訓練、及び着実な高い品質の結果を得るための経験を必要とする退屈なプロセスである。効率的に仕事する必要性に加えてこれはこの分野における人に非常に大きな利点を提供する小さな組織ホルダーに対する必要性を作り出した。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一実施形態において、切り出し可能な組織試料支持構造体は、処理、包埋及び組織試料のミクロトームでのスライスを含む組織病理プロセス中における少なくとも１つの組織試料の保持及び方向付けのための、自己支持型三次元幾何学的形状に形成されたゲル化合物を備える。組織試料支持構造体は、以下に要約される例によってここに記載されるような１つ以上の追加的な特徴を有することができる。
【0009】
元の形状からの変形の後、ゲル化合物が元の形状に戻るように、ゲル化合物は弾力性を有することができる。このことは、組織試料の保持のような多くの使用の手助けとなる。切り出し可能な組織試料支持構造体は、組織病理プロセス中に組織試料を保持するための、ゲル化合物中に形成された組織試料収容スペースをさらに備えることができる。例として、この収容スペースは、スリット、穴、凹部、又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを備えることができる。切り出し可能な組織試料支持構造体は、組織試料を組織収容スペース中に保持するように構成された組織保持構造をさらに備えることができる。例えば、組織保持構造は、組織試料に力を加えるように構成されたゲル化合物の少なくとも１つの変形可能な部分の形態をとることができ、それによって組織試料を望ましい方向に維持することができる。ゲル構造体の顎部又はフラップのような様々な構造を、保持構造として使用することができる。変形可能な部分は、開位置と閉位置との間で動き、閉位置において組織試料にクランプ力を加え、それによって組織試料を望ましい方向に保持するように構成されたヒンジ付き顎要素とすることができる。ゲル化合物の、組織をその間に受け取る２つの部分は、予備成形されたゲルの同じ一体部分であってもよく、又は、例えばその間に１つ以上の組織試料を挟む２つの別々の部分であってもよい。収容スペースは、予備成形されたゲルの平坦な、又は平面的な表面間に形成することもでき、又は組織試料を保持する、予備形成されたゲル構造体の溝、スロット、若しくは凹部のような１つ以上の三次元スペースを含んでもよい。ゲル化合物は、組織試料を処理するのに使用される液体又は薬液に対して透過性を有する。ゲル化合物のこの特徴は、組織試料の断面全体の保存が、既存の液体又は薬液による組織の処理中に達成されることを確実にする。予め包装された切り出し可能な組織試料支持構造は、ここに記載されたいずれかに説明されるゲル化合物と、このゲル化合物を封入するパッケージとを備える。包装は、ゲル化合物に清浄な状態又は滅菌された状態さえ提供することができ、また、ゲル化合物内に湿気を保持してゲル構造体の弾力性を維持するのを少なくとも補助することができる。パッケージは、ゲル化合物の弾力性を維持するために好適な溶液を含むことができる。ゲル化合物及び／又はパッケージは、例えば黴、真菌、又は細菌の成長を防止するための添加剤を含むことができる。代替的に、又はそれに付け加えてパッケージは、電子ビーム又はガンマ線照射のような様々な他のタイプの非接触式殺菌を受けることができる。
【0010】
本発明は、自己支持型幾何学形状に予備成形されたゲル化合物を使用して、組織試料を正しい方向に配置し、処理し、包埋し、ミクロトームで薄片化する方法をさらに提供する。例えば１つの方法は、予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物の第１部分と第２部分との間に望ましい方向で組織試料を保持するステップを備える。組織は、組織試料と予備成形された幾何学的形状に形成されたゲル化合物を処理液及び薬液に曝すことによって、望ましい方向にある間に処理される。予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物と、組織試料と、は望ましい方向にある間に包埋媒体に包埋され、包埋媒体、組織試料、及び予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物から成るミクロトームで切り出し可能なブロックを形成する。ミクロトームで切り出し可能なブロックは次いで切り出され、診断のために組織試料の薄い切片が得られる。
【0011】
また別の方法は、組織試料を望ましい方向で予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物上に接着保持するステップを備える。組織は、組織試料と、予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物を処理液と薬液とに曝すことによって、望ましい方向にある間に処理される。予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物と、組織試料と、は望ましい方向にある間に包埋媒体に包埋されて、包埋媒体、組織試料、及び予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物から成るミクロトームで切り出し可能なブロックを形成する。ミクロトームで切り出し可能なブロックは次いで切り出されて、診断のための組織試料の薄い切片が得られる。
【0012】
本発明の方法は、様々な他の特徴とステップとを有することができる。例えば、この方法は、予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物を、組織試料を予備成形された幾何学的形状に形成されたゲル化合物に固定する前にパッケージから取り出すステップをさらに備えることができる。第１部分と第２部分との間に組織試料を保持するステップは、予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物の弾力的に変形可能な部分間に保持するステップをさらに備えることができる。第１部分及び第２部分は、例えば組織収容スリットの一方の側の部分のような同じ三次元のゲル構造体上にあるか、又は組織試料がそれらの間に置かれる２つのゲルシートのような、それぞれが別々のゲル構造体を備えることができる。第１部分と第２部分との間に組織試料を保持するステップは、予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物に形成された穴又は凹部中に組織試料を保持するステップをさらに備えることができる。凹部は、例えば予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物の外側表面に沿って長さ方向に形成された細長い凹部とすることができる。この方法は、予備成形された、幾何学的形状に形成されたゲル化合物を組織支持構造体に、包埋するステップ及びミクロトームで切り出すステップに先立って固定するステップをさらに含むことができる。組織支持構造体は、カセットのようなミクロトームで切り出し可能な支持構造をさらに備えることができる。
【0013】
本発明は、現状の組織試料の処理及び包埋技術に関連する厄介な問題又は挑戦を扱う、様々な利点及び特徴を提供する。例えば、本発明のゲル化合物は、自己支持型幾何学形状に成形されており、特定の組織の包埋又は挑戦を容易化するいずれの形状又は構成に予備成形することができる。化合物は、組織試料が望ましい方向に迅速に保持されること、及び組織試料を組織処理、包埋、及び切り出しの手順中ずっと保持することを可能にすることができる。組織試料は処理技術中に失われることなく、さらなる手順書又は組織試料それ自体の自動化されたハンドリングなしに、引き続く包埋及び切り出しのために堅固に保持され、正確に正しい方向に置かれる。組織は使用者による位置付け中に望ましい方向に保持することができ、このことは、組織試料がゲル化合物に係合している間に組織試料からピンセットを離脱させることを含む。組織試料は、予備成形されたゲル化合物によって標準的な道具又は器具で迅速にかつ容易に係合させることができ、混合、乾燥、冷却、または正しい方向に置く間の他の化合物の活性化を必要としない。
【0014】
上述したように、組織試料が望ましい方向に保持されているので、ゲル化合物は組織試料の処理を可能にする。このように、化合物は組織試料を処理する液体及び薬液に対して浸透性を有している。ゲル化合物は診断プロセスを妨げることはなく、例えばゲル化合物が顕微鏡スライド切片上で使用される染色剤を吸収又は別様に吸い取る場合には、ゲル化合物は周囲の組織試料から識別しやすい。好ましくは、ゲル化合物は染料を吸収せず、したがってゲル化合物は、ミクロトームで形成されたリボン状切片のうちの１つを保持する顕微鏡スライドに関連する診断プロセス中に、使用者の注意をそらすことがない。三次元の予備成形されたゲル化合物は、包埋媒体、ゲル化合物、及び組織試料の非常に薄い切片のミクロトームによる切り出しを妨げることはない。したがって、高品質の非常に薄いリボンを切り出し、診断のために顕微鏡スライド上に載置することができる。三次元の予備成形されたゲル化合物は、組織の化学的流体及び薬液による処理中、並びに包埋、切り出し、及び顕微鏡スライドの準備中に組織を封止し、捕捉する働きをすることができる。結果として、組織がこれら手順中に失われることはない。また、本発明では、正しい顕微鏡スライドの準備及び組織試料の診断を妨げる場合があるアーチファクトが組織試料に導入されることが殆ど又は全くない。最終的には、予備成形されたゲル化合物を含む切り出し可能な組織試料支持構造体は、全体的な組織学的手順を迅速化するために自動化された切り出し可能なカセットと併せて使用することができる。
【0015】
ゲル化合物は、例えば病理学者又は科学者の需要に基づいて、若しくは実行される特定の病理学的／科学的手順の需要に基づいて、多くの物理的構成に製造することができる。ゲル化合物は、組織技術者が望ましい組織試料支持構造体を作るためにバルク形態で供給することができる。例えば、この発明のゲル化合物はシートの形態に押し出すか、又は鋳込み、次いで意図される用途用に適切な大きさの部分に切り出すことができる。例えば、予備成形された三次元のゲル化合物は、いずれかの望ましい形状の小さなブロックの形状又は小さなシートの形状で使用することができる。シートの形状の場合には、組織試料は２枚のシートの間に挟むか、又はシートのうちの１枚と別の要素、例えば別のタイプの切り出し可能な支持体との間に挟むことができる。様々な特徴を予備成形された三次元のゲル化合物に組み込んで、組織病理に含まれる異なる手順中の使用の手助けをすることができる。また別の例として、組織試料がゲル化合物上に載置されるか、ゲル化合物に固定された際の液体の絞り又は液体の流出のために、凹部又は溝のような物理的特徴を三次元ゲル化合物の１つ以上の表面に形成することができる。
【0016】
様々なさらなる特徴及び利点が、添付の図面に関連してなされる、実例となる実施形態の以下の詳細な説明のレビューによって当業者には容易に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の第１の図示された実施形態によって作られた、いくつかの予備成形された切り出し可能な組織試料支持構造体の斜視図である。
【図3】組織試料を収容スペース中に受け取るように変形された、又は開放された切り出し可能な組織試料支持構造体を示す斜視図である。
【図9A】別の一の具体的な実施形態によって形成され、組織試料支持凹部またはスロットを開閉することを可能にする装置中に収容された３つの切り出し可能な組織試料支持構造体の斜視図である。
【図13】さらなる実施形態によって作られた、組織試料支持構造体の具体的な実施形態をさらに図示する図である。
【図14】さらなる実施形態によって作られた、組織試料支持構造体の具体的な実施形態をさらに図示する図である。
【図15】さらなる実施形態によって作られた、組織試料支持構造体の具体的な実施形態をさらに図示する図である。
【図16】さらなる実施形態によって作られた、組織試料支持構造体の具体的な実施形態をさらに図示する図である。
【図17A】それぞれのスリットに連通している穴の形状の収容スペースを有する、切り出し可能な組織試料支持構造体の別の具体的な実施形態を示す図である。
【図18】複数の区画に切断できる、さらなる切り出し可能な組織試料支持構造体の具体的な実施形態を図示する図である。
【図19】複数の区画に切断できる、さらなる切り出し可能な組織試料支持構造体の具体的な実施形態を図示する図である。
【図20】複数の区画に切断できる、さらなる切り出し可能な組織試料支持構造体の具体的な実施形態を図示する図である。
【図21A】細長い組織試料を収容する別の一の具体的な切り出し可能な組織試料支持構造体を示す図である。
【図22】多くのタイプの組織試料を保持するための実施形態に従って作られた別の切り出し可能な組織試料支持構造体の斜視図である。
【図23】多くのタイプの組織試料を保持するための実施形態に従って作られた別の切り出し可能な組織試料支持構造体の斜視図である。
【図24】多くのタイプの組織試料を保持するための実施形態に従って作られた別の切り出し可能な組織試料支持構造体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１〜６は、本発明概念に従って作成され、自己支持型幾何学的形状に形成されたゲル化合物を含む、切り出し可能な組織試料支持構造体のための多くの可能性のある形を図示している。この明細書の全体を通じて、「ブロック」との用語は、ゲル化合物で作成され、幾何学的形状に予備成形された多くのタイプの組織試料支持構造体を記載するように使用されている場合が多いが、この用語はいずれかの三次元幾何学的形状に限定されることは意図されていない。そうではなく、ゲル化合物ブロックは、図示されている正方形若しくは長方形、又は他の湾曲形状、球状、楕円形状、若しくはそれ以外の形状を含むいずれの形状を有することもできる。
【0019】
ここで使用されるように、「ゲル化合物」は希薄な架橋システムとして規定されており、これは安定状態にある場合には流動性を示さず、ヒドロゲル、オルガノゲル、及び／又はエーロゲルを含む。ゲル化合物は、ほとんどは流体であるが、流体内の２次元的架橋ネットワークのために固体のような挙動を示す。ゲル化合物にその三次元構造を与えているのは、内部構成要素内の架橋結合である。このように、ゲル化合物は固体内における流体の分子の散乱であり、そこでは固体は連続相であり流体は散乱相である。
【0020】
図１は、押し出し成形又は鋳込み成形されたゲル化合物の、例えば厚み１．５ｍｍ、幅４ｍｍ×長さ５ｍｍのシート１０を示す。個々の切り出し可能な組織試料支持構造体又はブロック１２が形成され、そのそれぞれは１．５ｍｍの厚み、４ｍｍの長さ、３ｍｍの幅を有することができる。これら寸法は単に説明のためのみであり、使用者の需要によって変えることができる。ブロック１２は、最初は剥離紙又はプラスティックトレイ１４の上に保持されており、後述されるパッケージの一部分とすることができ、図３に示されているように細い糸状の組織試料１６は、ブロック１２の２つの部分２０、２２間のスリット１８としてここに示されている組織収容スペースに保持される。ブロック１２の１つの部分２０は、図３に示すように折り返す若しくは開放することができ、次いで図４に示すように閉止して組織試料１６を望ましい方向で確保することができる。ゲル化合物は弾力性を有する（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ）か、事実上弾性であり（ｅｌａｓｔｉｃ）、それによって図３に示されたブロックは弾性的に対向する部分２２に対して閉止して、組織試料１６を２つの部分２０，２２間に保持する。代替的に、ブロック１２が十分な弾性若しくは弾力性を有しない場合には、接着剤化合物又は他の手段を、図４に示される閉じた位置で２つの部分２０，２２を保持するように使用することができる。組織試料１６は組織収容スペース（すなわち、この実施形態ではスリット１８）内に保持され、組織試料１６の端部１６ａはブロック１２の外側表面１２ａに対して同一平面となる。このようにして、組織試料１６の端部１６ａは、以下に述べるような包埋及びミクロトームによる切り出しの手順のために正しく位置づけられるとともに方向づけられる。その際、それに隣接して組織試料が露出する外側表面１２ａは切り出し平面に面し、切り出しがミクロトームの刃によって行われるので、切り出しは組織試料の端部１６ａにおける薄い横断切片と、次いで組織試料の端部１６ａの内側の薄い横断切片とを含む。
【0021】
組織試料の処理、包埋、及びミクロトームによる切り出しの１つの方法が図５及び図６の検討から理解できる。これら図には、例えば特許文献６又は特許文献６に参照によって組み込まれたその他の特許及び公開された特許出願に記載されたようなカセット３０が使用されている。この手順は特許文献６と、ここに参照として組み込まれた他の特許及び公開された出願によって完全に理解することができるので、さらなる開示は本願の理解に対して適切な場合を除いて必要ではない。図５に示すように、中に組織試料１６が保持されたゲルブロック１２は、切り出し可能なカセット３０中に載置される。カセット３０の蓋部３２が次いでゲルブロック１２の一方の面１２ｂに対して閉じられ、その一方で、図６に最もよく示されているようにカセット３０の底部３４はゲルブロックの対向する面１２ａに係合する。ゲルブロック１２と組織試料１６との両方が組織試料１６の処理中にカセット３０中に保持され、組織試料１６の処理は、切り出し可能なカセット３０、ゲルブロック１２、及び保持された組織試料１６を、組織試料１６から体液を抽出し、それら液体を例えばパラフィンと置換するように設計された様々な液体及び試薬中に浸漬するステップを含む。処理の後、切り出し可能なカセット３０と、カセット３０内に固定されるか又は別様に好適な支持部材に固定された、保持された組織試料１６を有するゲルブロック１２と、はフレーム３６内の図６に示した位置に固定され、このフレーム／カセットアセンブリは（図示されない）モールドの中に配置される。パラフィンのような包埋材料が次いで、フレーム３６及び有孔カセット３０を通じてモールドの中へ導入され、それによってパラフィンはモールドの形をとり、図６に示すようにパラフィンブロック３８へと固化する。次いでミクロトームによる切片が組織技術者によって操作されるミクロトームの刃によって、特許文献６に概ね記載されたように、カセット３０の底部３４を組織試料１６に至るまで削ることによって採取される。この点で、非常に薄いリボン状の切片がパラフィンブロック３８、ゲルブロック１２、及び組織試料１６から採取される。（図示されない）これらリボンは次いで（図示されない）ガラス製顕微鏡スライド上に、検査及び診断の目的で載置される。
【0022】
図７及び図８は、図１〜４に示したゲルブロック１２を包装する方法及び形態を示す。この例では、ゲルブロック１２は、好適なプラスティックトレイ４０、又はワックスをコーティングされた紙或いは厚紙のような支持部材上に載置され、スライドコネクション（ｓｌｉｄｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）のようなバッグを密閉するとともに密閉を開放することができる好適な固着手段を有するバッグ４２の形をとることができるパッケージ中におかれる。バッグ４２は清浄な又は消毒した状態にシールされ、好ましくはゲルブロックを、防湿若しくは少なくとも耐湿性の条件下に使用まで保持する。バッグ４２をシールする前には、輸送及び貯蔵中のゲルブロック１２の弾力性を維持する目的で、湿気をいずれかの好適な手段で加えることができる。また、添加剤は抗真菌剤、カビ防止剤、及び／又は抗菌剤化合物を含んでもよい。使用者は、紙又は厚紙トレイ４０を滑らせ、ゲルブロックから紙又は厚紙４０を剥がすことによって、ゲルブロック１２をバッグ４２から取り出すことができる。ゲルブロック１２は、特有な、紙又は厚紙に張り付くが、使用のために容易に剥がすことを可能にする粘着性を有する。
【0023】
図９Ａ及び９Ｂは、ゲルブロック１２’用の包装構造の一部であってもなくてもよい装置５０を示す。装置５０は側壁５２、５４を有し、これら側壁はこれら側壁間にゲルブロック１２’を可動に保持する。側壁５２、５４は、図９Ａ及び９Ｂに図示するように、一緒に圧縮するか又は圧迫することができる。これは、ゲルブロック１２’それぞれのスリット５６を開放し、それによって糸状の組織試料１６のような組織の小さなかけらを容易に開放したスリット５６内に垂直に挿入することを可能にする。このように組織試料１６は、図３〜６に関して図示するとともに説明したように、ゲルブロック１２’の組織保持スペース又はスリット５６の中に実質的に保持される。一旦組織試料１６がスリット５６中に配置され保持されると、ゲルブロック１２’を、装置５０から取り外して、例えば図５及び図６に関する上記記載に従って使用することができる。
【0024】
代替的に、ゲルブロック１２’を装置５０から取り外し、ゲルブロック１２’のスリット５６を含む表面１２ａ’を、組織試料１６をゲルブロック１２’の中にさらに保持するために、接着剤又は他のコーティング剤でスプレーすることができる。図１０及び図１１に示すように、この物質５８のスプレーコーティングは、ゲルブロック１２’中に組織試料１６を保持する接着剤層又はコーティング層６０を生成するために使用することができる。このスプレーされた物質は、例えばゲルそれ自体又はポリビニルアセテート（ＰＶＡ）、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、若しくはシアノアクリレート（ＣＡ）接着剤のようないずれかの好適な接着剤のスプレーの形態をとることができ、上述のように、例えば多孔率、耐汚染性、等のようなブロック１２’を形成するゲル物質と同じ特性を一般的には有する。さらに図１２に示すように、ゲルブロック１２’は、一般的には図６に関して上述したように、カセット３０の中に置かれ、接着剤層又は他のコーティング層６０は、カセット３０の底面又は底壁３４によって規定された切り出し面に面し、組織試料の端部１６ａもまたこの切り出し面に面する。このように、カセット３０の底部３４が切り出されるか又は削り落とされた後、上述したように、ミクロトームが組織試料１６に加えてパラフィンブロック３８及びゲルブロック１２’の切り出しを始める。
【0025】
図１３〜１６は、ここに記載したような配合物および特性を有する化合物で作られているが、様々な形の組織収容スペースを有する、ゲルブロックの様々な他の構成を示す。図１３は、細長い楕円形の凹部の形状の組織収容スペース７２を有するゲルブロック７０を示し、図１４は、組織試料１６を収容し保持するための一対の楕円形状の穴又は凹部８２を有するゲルブロック８０を示す。図１５は２つの細長い長方形状の凹部９２を有するゲルブロック９０を示し、図１６は、例えばミクロトームの切り出し面に対して端に方向づけられた皮膚組織のような組織１０４の平坦な欠片を保持する単一の細長い凹部１０２を有するゲルブロック１００を示す。
【0026】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、中央穴１１２と、この穴１１２の対向する側面から延びるスリット１１４、１１６との形の代替的組織収容スペースを有するまた別のゲルブロック１１０を示す。この穴１１２は、図１７Ｂに示すような筒状の組織片１１８などの円筒形状の組織片を保持するように構成されている。このために、ゲルブロックの対向端部１２０、１２２は、スリット１１４、１１６の助けで穴１１２を広げるように一緒に圧縮するか又は圧迫することができ、筒状の組織片１１８を次いで穴１１２の中に置くことができる。ゲルブロック１１０の弾力性又は弾性によって、ゲルブロック１１０の対向する側面１２４、１２６は一緒に元の位置に向かって戻り、それによって図１７Ｂに示すように、筒状の組織試料１１８を望ましい方向で圧縮するか保持する。図１３〜１６に示されたゲルブロック並びに図１７Ａ及び図１７Ｂに示されたゲルブロックは、ブロックそれぞれの組織試料をミクロトームの刃に曝す表面によって規定された平面に沿って切り出すことによって、上述したのと同じ方法で使用される。
【0027】
図１８、１９、及び２０は、様々なタイプの組織収容スペース１３２、１４２、１５２を有し、例えば点線に沿って切り出すことができ、それによって使用者が組織試料支持構造体、すなわちゲルブロック１３０、１４０、１５０を使用者の必要に合わせてカストマイズすることができる、ゲルブロック１３０、１４０、１５０のさらなる例を示す。
【0028】
図２１Ａ、図２１Ｂ、及び図２１Ｃはまた別のゲルブロック１６０の代替的な実施形態を示し、ゲルブロック１６０は、図２１Ａに示されるように、細い糸状の組織試料１６６を収容するための、１つの面に沿った細長い凹部１６２を含んでいる。さらに図２１Ｂに示すように、組織試料１６６を含む表面１６４は、コーティング１６９が表面１６４を覆うとともに組織試料１６６を覆うように形成されて、それによって組織試料１６６が凹部又は溝部１６２中に保持されるように接着物質１６８でスプレーすることができる。接着物質１６８は、上述したタイプのものとすることができる。保持された組織試料１６６を有するゲルブロック１６０は次いで、上述した方法で、例えば切り出し可能な組織カセット３０（図６参照）及びこのカセットの、ミクロトームの切り出し面を規定する底に面する組織試料１６６とともに使用される。次いで、切片が図６に関して一般的に上述されたように取得される。
【0029】
図２２は、本発明に従って作られた、異なるタイプ及び／又はサイズ及び／又は形状の複数の組織を保持するための様々な組織収容スペース１７２、１７４、１７６を含むまた別の代替的ゲルブロック１７０を示す。
【0030】
図２３はまた別の実施形態を示し、この実施形態ではゲル化合物の２つのシート成形品１８０、１８２が、それらの間に組織試料１８４を挟むように使用される。予備成形されたゲル化合物の小さく、薄いシートは次いで、パラファン中に包埋され、ミクロトームで切り出される。好ましくは、ミクロトームによって最初に切り出されるシート１８２は少なくとも実用上可能な限り薄く、組織試料１８４に至るのに必要な切り出し切片数を最小化する。この例において組織試料を支える面１８２ａが切り出し面を規定することが理解される。本発明の別の利点は、ゲル化合物の構造体が組織を真っ直ぐにする又は平らにして、完全かつ連続的な切片が刃によって取得される場合に理解される。例えば、組織試料１８４が、表面１８２ａによって規定される平面から波状に及び湾曲している場合、組織試料１８４の上に載置された場合に、シート１８０の挟み効果が、試料１８４を、効果的な切り出しのために単一面に真っ直ぐにするか又は平らにする。
【0031】
図２４は別の変形体を図示し、この変形体においては図２３のシートはゲルシート１８２’へわずかに変形されており、このゲルシート１８２’は、組織試料１９２を収容するための凹部１９０を有し、さらに、組織試料１９２が組織学試験室への搬送中に貯蔵されるホルマリンのような液体を絞り出し、排出するためのチャネル１９４、１９６を有する。これに関し、組織技術者は、小さな組織試料１９２（例えば削り粉等）を含む流体を、それを含むビンから凹部１９０中に注ぎ、流体を１つ以上のチャネル１９４、１９６を通じて排出し、組織試料１９２を凹部１９０中に残すことができる。図２５は、例えば図６、１２、及び２１Ｃに記載されたような切り出し可能なカセット３０と併せたゲルシート１８０、１８２又は１８２’の使用を図示する。すべての図に同様に、同様の参照符号が同様の構造及び機能に使用され、したがって、そのような共通の最小の追加的な記載は必要とはされない。図２５は、切り出し可能なカセット３０を使用した際のまた別の利点の明確な図を示す。すなわち、下側シート１８２は組織試料１８４がカセットの底部３４に直接接触するのを防ぐ。組織試料１８４が底部３４に接触すると、底部３４の不連続性（すなわち、その多孔性構成）のためにアーチファクトが組織試料中に導入されてしまう場合がある。面１８２ａと対向する面１８０ａとは組織試料１８４を挟み込み、底部３４及びシート１８２が、ミクロトームプロセスの最初の部分中に刃によって切り出された、又は削り出された後に、ミクロトームの刃（図示せず）に組織の連続した切片を切り出させる。
【0032】
本発明の実施形態によれば、ゲル化合物はヒドロゲル、オルガノゲル、エーロゲル、又はこれらの組み合わせを含む。ヒドロゲルはポリマー鎖のネットワークであり、そこでは水は分散した媒体である。例としてのヒドロゲルは、それに限定されることはないが、シリコンヒドロゲル、プロテインベース、炭水化物ベース、又はポリオールベースのヒドロゲルを含む。オルガノゲルは、三次元の架橋したネットワーク中に閉じ込められた（ｅｎｔｒａｐｐｅｄ）液状有機相から成る、非晶質で、非ガラス質の固体物質である。例としてのオルガノゲルは、それに限定されることはないが、レシチンベース及び様々なデンドリオマーベースのオルガノゲルである。エーロゲルは多孔性合成材料であり、ゲルの流動要素が空気又はガスである。例としてのエーロゲルは、それに限定されることはないが、シリカベース及び炭素ベースエーロゲルである。
【0033】
ここで開示されるゲルブロックを作るために使用されるゲル化合物は様々な方法で形成されるが１つの実施例が以下に提供される。本発明の実施形態によれば、ゲル化合物は、架橋を受けることができる巨大分子（ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）、架橋剤、防腐剤、及び水又は他の好適な溶媒のような原料から形成される。別の任意な原料は、例えば染料を含む。
【0034】
本発明の一実施形態によれば、ゲル化合物は架橋した巨大分子を含むヒドロゲルを含む。したがって、巨大分子は架橋を受けることができる。一つの面では、巨大分子は複数のヒドロゲルグループを含むことができ、好適な架橋剤と反応させることができる。巨大分子の例には、ゼラチン、コーンスターチのようなでんぷん、及び寒天が含まれる。他の好適な巨大分子は、セラム、アルブミン、又はポリリシンもしくはポリオールのような合成ポリマーを含む。同様に、多くの炭水化物（例えば、多くのガム、又はセルロースとその誘導体）もまたコーンスターチのように架橋する。ゲル化合物の特徴は、特にせん断強度において異なってもよい。したがって、処方は原材料の選択に基づいて最適化されなければならない。
【0035】
ホウ砂、メラミンホルムアルデヒド、アルミン酸ナトリウム、又は四ホウ酸カリウムのような典型的な架橋剤を、ゲル構造体を作るのに使用することができる。一実施形態によれば、架橋剤はホウ砂である。
【0036】
典型的な防腐剤は抗菌薬を含み、これはカビの生育を妨げる。好適な抗菌薬はメチルパラベンを含む。プロピルパラベンのような他の抗菌薬及びその他を使用することができる。抗菌薬無しでは、ゲル化合物は数日後にカビだらけになる場合がある。
【0037】
色の使用は任意的である。様々なタイプの合成着色剤又は他の染料を使用することができる。一実施形態によれば、食品用水性染料がゲル化合物の製造中に使用される。さまざまな染料を要求に合わせて使用することができる。ゲル化合物に色を付けることの１つの目的は、技術者にゲル化合物のブロック中の組織のために作成された空洞を容易に見えるようにするコントラストを提供して、組織のブロック中への迅速な挿入を可能にし、それによって効率を改善することである。染料は、様々な組織処理及び染色中に洗い流すことができる。
【0038】
ゲル化合物は水をさらに含む。脱イオン水又は蒸留水が好適であり、水道水も同様である。ゲル化合物を準備することの重要な因子は温度と水である。人肌の水でさえ重度の凝集を生じさせるので、好ましくは水は冷たく（例えば約２５℃未満）なければならない。一実施形態によれば、水温は例えば約５℃〜２０℃である。グリコールタイプの共溶媒（ｃｏ−ｓｏｌｖｅｎｔｓ）を水との組み合わせで使用して水分含有量と、乾燥によるゲルの収縮を減らす、及び／又は特性を変化させるか又は新しい特性を組み込むことができる。
【0039】
［化学物質の調達］ゼラチンは様々な分子量範囲で納入される（ブルーム（ｂｌｏｏｍ）と呼称される）。科学カタログは多くの範囲を提供している。これらは特別に高純度化され、分級されているので、値段が高い。食料雑貨品店のゼラチンはより広い分子量範囲を有するが、少なくともブランドネームを有するものは高いバッチ間の均一性を有している。ゼラチンはすぐに入手できる材料であり、非常に良好な柔軟性と物理的特性を有するゲル化合物を作るが、ゼラチンから成るゲル化合物は、エオシンによってピンク色に着色し、このことはゲルを組織から区別するのを困難にさせる。いずれのゼラチンを使用することもできるが、以下の例ではＫｎｏｘブランドのゼラチンが使われた。一実施形態によれば、ゼラチンは、ゲル化合物の全重量に対して約２〜３０重量％の範囲の量でゲル化合物中に存在することができる。
【0040】
でんぷんは多くの植物源（小麦、とうもろこし、いも等）から作ることができる。コーンスターチは非常に廉価、かつ一貫した高い品質でいつでも入手可能である。異なる供給元からのでんぷんは異なる分子量の範囲を有する場合があり、処方は選択された原材料に基づいて最適化する必要がある。以下の例に対しては、Ｈｕｌｍａｎ ＆ Ｃｏ．’ｓ Ｃｌａｂｂｅｒ Ｇｉｒｌ（登録商標）の家庭用コーンスターチが使用された。一実施形態によれば、でんぷんは、ゲル化合物の全重量に対して約２〜３０重量％の範囲の量でゲル化合物中に存在することができる。
【0041】
寒天は、紅藻から得られる多糖錯体（ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）（ＣＡＳ：９００２−１８−０）である。寒天は約７０％のアガロースと、約３０％のアガロペクチンとからなる。アガロースは寒天のゲル形成部分であり、一方でアガロペクチンはゲル化しない部分である。この用途では、寒天が、アガロースより廉価であったので、アガロースを押さえて選択された。科学カタログは寒天の多くの範囲と変形体とを主に培地としての使用のために提供している。純粋なアガロース又はいくつかの寒天製品は、特別に高純度化され選別されており、したがってその価格は高い。Ｐｈｙｔａｇｅｌ（商標）及び／又はスクレログルカン（Ｓｃｌｅｒｏｇｌｕｃａｎ）タイプの材料のような寒天の代用品を使用することができる。標準の平均価格の寒天（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ Ｐｒｏｄｕｃｔ＃ Ａ１２９６）が以下の例に使用された。一実施形態によれば、寒天は、ゲル化合物の全重量に対して約０．１〜１５重量％の範囲の量でゲル化合物中に存在することができる。
【0042】
ホウ砂は四ホウ酸ナトリウムである。鉱物として、ホウ砂は十水塩の形で一般に見られるが、商業的に入手可能なホウ砂は、（流れ性及び溶解の容易さを改善するために）その水和度を大きく変えられている。ブランド名（２０ Ｍｕｌｅ Ｔｅａｍ）の家庭用のホウ砂が以下の例に使用された。水和度は秤量において非常に重要であり、したがって処方の際には考慮しなければならない。一実施形態によれば、この架橋剤は、ゲル化合物の全重量に対して約０．０５〜５重量％の範囲の量でゲル化合物中に存在することができる。
【0043】
メチルパラベンは多くの供給元から広く入手可能である。一実施形態によれば、防腐剤は、ゲル化合物の全重量に対して約０．０５〜５重量％の範囲の量でゲル化合物中に存在することができる。
【0044】
ここに記載されたようにゲル化合物のシートが、浅く、付着しにくい皿状容器中に形成された。しかし、押し出しのような代替的オプションを使用することができる。
【0045】
【表1】
【0046】
［バッチサイズ］標準的な処方、又は１倍の処方は、１００平方インチの皿状容器中に注がれた場合に約２ｍｍ厚さのゲルを生成する。異なるサイズの皿状容器及び異なる厚さのゲルに対して、処方は比例的に増減することができる。
【0047】
［例１のゲル化合物の調合］前以て秤量した量のコーンスターチ、ゼラチン、及びメチルパラベンを鍋の中で合わせ、全体的に混合して、水を加えた際の凝集塊の形成を最小化する。注意：他の固体成分にホウ砂を添加してはならない。冷水（例えば、２５℃未満）を混合された粉材料に混合せずに加えてスターチに約１分以上水和させる。水を含んだ混合物を完全に混ぜ合わせ、実質的にすべてのコーンスターチ、ゼラチン、及びメチルパラベンがその中に均一に分散するようにする。水を含んだ混合物を沸騰し始めるまで、かき混ぜるか又は別様に周期的に混合させながら加熱する。その後、水を含んだ混合物の加熱を停止し、前以て秤量した量のホウ砂を、ホウ砂が完全に分散するまで数秒間、機械的に混合しながら加える。
【0048】
結果的に得られた材料をできるだけ早く薄い付着しにくい皿状容器中に注ぐ。皿状容器を、材料がすべての角部及び端部に流れるようにすべての方向に傾け、次いで水平に置き、重力によって材料を均一な厚さにする。皿状容器をプラスティックのラップで覆い、材料を動かさずに室温まで冷却させてゲル化合物のシートを形成させる。２時間以上後に、ゲル化合物のシートを一枚のシートとして皿状容器から取り外す。例えば、シートは、一端に沿ってスパチュラ又は同様の道具で持ち上げ、次いで上に引き上げることによって皿状容器から取り外すことができる。ゲル化合物のシートは滑らかな一枚のプラスティックのラップ上に置かれ、切断される。ゲルは１２×１８ｍｍ（又は要求されるサイズ）のブロックに切断される。特定の組織形状を支持するために望ましいスリット又は穴が次いでブロックに形成される。組織を支持するために必要とされる形状及び空洞は、処理中の型を使用して、又は製造後の打ち抜き（ｄｉｅ ｃｕｔｔｉｎｇ）によって達成することができる。
【0049】
［化学的説明］ゼラチンは、正しく処理された場合には強固なゲルを生じさせる。室温での水和した形では、その分子はきつく包まれたボール状で互いに（又は他の原料と）相互作用せず、凝集塊を最小化する。分散液は幾らか粘性を有するが、そのままではゲルではない。温度が沸点まで上がるにつれて、分子はほどかれて、長い交絡したひも状になる。冷却の際に、それらは交絡した構造を維持し、水を閉じ込めたスポンジ様の塊になる。純粋なゲラチンの分散液は、温度に依存して、可逆的にゲル状又は液状である。
【0050】
また、コーンスターチはゼラチンと同様の巨大分子である。コーンスターチは、隣接する分子との間の強い相互作用のため、冷水に入れると非常に凝集しやすい。乾燥すると、でんぷん及びゼラチンの粒子は互いにくっつき、水和中のでんぷん‐でんぷんの相互作用を最小化し、よって乾燥した原料を一緒に混合する必要を最小化する。ゼラチンと同様に、でんぷん分子は高温では解けた状態にあるが、冷却の際には柔軟なゲルを形成する。でんぷんは増粘剤として使用されるが、高濃度では非常に小さなせん断強度でゲルを形成する。ゲル中におけるでんぷんの機能は、架橋のための反応性水酸基を提供することである。
【0051】
ホウ砂は、でんぷんのような炭水化物中にみられる水酸基と反応する架橋剤である。架橋はゲル化を不可逆的にする。この反応は、最初は迅速であり、したがってゲルは、混合物中にホウ砂が混ざると直ちに注型されなければならない。
【0052】
ホウ砂とでんぷんだけが永久ゲルを生成するが、これら２つの組み合わせは、この用途の目的において必要とされるせん断強度のような物理的特性を得るために使用された。
【0053】
【表2】
【0054】
［バッチサイズ］標準的なバッチサイズは、１００平方インチの皿状容器中に注がれた場合に約２ｍｍ厚さのゲルを生成する。異なるサイズの皿状容器に対して、又は異なる厚さのゲルを得る場合には、処方は比例的に増減しなければならない。
【0055】
［例２のゲル化合物の調合］ゲルを作るために使用される空の容器の重量が測定され、記録される。前以て秤量した量のコーンスターチ、寒天、及びメチルパラベンを容器の中で合わせ、全体的に混合して、水を加えた際の凝集塊の形成を最小化する。注意：ホウ砂は他の乾燥した成分に添加されてはならない。冷水（例えば、２５℃未満）が加えられる。この水性の混合物は全体的に混練され、実質的にコーンスターチ、ゼラチン、及びメチルパラベンが均一にその中に分散していることを確実とされる。望ましい色の食用染料が、水性混合物に添加され、染料を分散させ均一な色を混合物に与えるようによく混合する。水性混合物は、攪拌するか又は別様に工程を通じて定期的に混合されながら沸騰が開始するまで加熱される。この後、水性混合物の加熱は停止される。容器とその内容物が測量される。必要に応じて、水が添加され、混合されて、処方中の蒸発による水の損失を補給し埋め合わせる。予め測量された量のホウ砂が添加され、水性混合物は、ホウ砂が完全に分散する／溶解するまで数秒間、攪拌される。
【0056】
結果的に得られた材料をできるだけ早く薄い付着しにくい皿状容器中に注ぐ。皿状容器を、材料がすべての角部及び端部に流れるようにすべての方向に傾け、次いで水平に置き、重力によって材料を均一な厚さにする。皿状容器をプラスティックのラップで覆い、材料を動かさずに室温まで冷却させてゲル化合物のシートを形成させる。十分なゲル化時間が与えられた後、ゲル化合物のシートを一枚のシートとして皿状容器から取り外す。例えば、シートは、一端に沿ってスパチュラ又は同様の道具で持ち上げ、次いで上に引き上げることによって皿状容器から取り外すことができる。ゲル化合物のシートは滑らかな一枚のプラスティックのラップ上に置かれ、切断される。ゲルは１２×１８ｍｍ（又は要求されるサイズ）のブロックに切断される。特定の組織形状を支持するために望ましいスリット又は穴が注意深くゲルブロック中に形成される。組織を支持するために必要とされる形状及び空洞は、処理中の型を使用して、又は製造後の打ち抜き（ｄｉｅ ｃｕｔｔｉｎｇ）によって達成することができる。［化学的説明］
【0057】
寒天（又はアガロース）は、正しく処理された場合には強固なゲルを生じさせる。乾燥した紛体の形では、その分子はきつく包まれた粒子状で互いに（又は他の原料と）相互作用せず、凝集塊を最小化する。その水分散液は幾らか粘性を有するが、ゲルではない。温度が沸点まで上がるにつれて、分子はほどかれて、長い交絡したひも状になる。冷却の際に、それらは交絡した構造を維持し、水を閉じ込めたスポンジ様の塊になる。純粋な寒天（又はアガロース）の分散液は、温度に依存して、物理特性及び安定性を有する可逆的なゲルを作る。
【0058】
また、コーンスターチは寒天と同様の巨大分子である。しかし、コーンスターチは、隣接する分子との間の強い相互作用のため、冷水に入れると非常に凝集しやすい。乾燥すると、でんぷん及び寒天の粒子はたがいにくっつき、水和中のでんぷん‐でんぷんの相互作用を最小化し、よって乾燥した原料を一緒に水和に先立って混合する必要がある。寒天と同様に、でんぷん分子は高温では解けた状態にあり、冷却の際には柔軟なゲルを形成する。でんぷんは増粘剤として使用されるが、高濃度では非常に小さなせん断強度でゲルを形成する。ゲル中におけるでんぷんの機能は、架橋のための反応性水酸基を提供すること及びゲルの物理特性を最適化することである。
【0059】
ホウ砂は、でんぷん又は寒天のような炭水化物中にみられる水酸基と反応する架橋剤である。架橋はゲルを永久的に固化させる。この反応は最初は迅速であり、したがってゲルは、混合物中にホウ砂が混ざると直ちに注型されなければならない。
【0060】
ホウ砂と、寒天又はでんぷんのいずれかと、だけが永久ゲルを生成するが、これら２つの組み合わせ（ホウ砂／寒天若しくはホウ砂／でんぷん）は、この用途の目的のために必要とされるせん断強度のような物理的特性を得るために使用された。
【0061】
寒天はここに記載した実施形態において重要な成分である。ゼラチンのような他のゲル形成材料を押さえて寒天を使用する好ましい理由の１つは、寒天がエオシンによって着色されないことである。したがって、顕微鏡観察中に、組織は周囲のゲルから非常に容易に区別することができる。
【0062】
メチルパラベンは抗菌薬である。抗菌薬無しでは、ゲルは数日後にはカビだらけになる。
【0063】
水は、この処方の最も大きな成分である。脱イオン水又は蒸留水が好適であり、水道水も同様である。ゲル化合物を準備することの重要な因子は温度と水である。人肌の水でさえ重度の凝集を生じさせるので、好ましくは水は冷たく（例えば約２５℃未満）なければならない。温水がコーンスターチの大きな凝集度を引き起こし、それが最初の混合を困難にさせるので、でんぷん‐寒天混合物中に最初に添加する場合には、水は冷たくなければならない。
【0064】
［製造プロセスにおけるばらつき］最初の乾燥物質（例えば、寒天、コーンスターチ、及びメチルパラベン）、並びに水の添加の順番は、製造プロセスの使いやすさによって変更することができる。
【0065】
材料は従来の方法で、又はマイクロ波を使用して加熱することができる。マイクロ波による加熱が小さなバッチを加熱するのに特に好適であることが分かった。より具体的には、加熱時間が大幅に削減され、より均一な加熱が、材料の沈殿及び容器の底部へのくっつき無しに得られることが観察された。
【0066】
寒天、コーンスターチ、ホウ砂、水等のような原材料の比率のばらつきは、ゲルの物理的特性に次数が変わるほど影響を与える。しかし、機能する物理特性を有するゲルは、反応物の非常に広い範囲に亘って得ることができる。例１及び例２に記載した配合は、記載した製造プロセスの下で改善されたバッチ対バッチの一貫性を提供することが分かった。
【0067】
本発明が１つ以上の実施形態の説明によって示され、実施形態は非常に詳細に説明されてきたが、それらは特許請求の範囲に記載の発明をそのような詳細にまで制限する又は限定することを意図されていない。ここに記載された多くの特徴は、記載された組み合わせ、又は使用者の需要による組み合わせで使用することができる。さらなる利点及び変更が当業者には容易に理解できるであろう。したがって、本発明はそのより広い特徴において、特定の詳細、代表的な装置及び方法、並びに図視され説明された図による例に限られるものではない。したがって、逸脱はあったとしてもそのような詳細からの逸脱であって、本発明の概念の技術的範囲から逸脱するものではない。
【符号の説明】
【0068】
１２、１２’ ブロック、組織試料支持構造体１４ プラスティックトレイ
１６ 組織試料
２０ 部分
１８、５６、１１４、１１６ スリット
１６ａ 端部
１２ａ 外側表面
３０ カセット
３２ 蓋部
１２ａ、１２ａ’、１２ｂ 面
３４ 底部
３６ フレーム
３８ パラフィンブロック
４０ トレイ
４２ バッグ
５０ 装置
５２、５４ 側壁
６０ 接着剤層、コーティング層
３８ パラフィンブロック
７２、８２、９２、１０２ 組織収容スペース、穴、凹部
１１２ 中央穴
１１８ 組織片
１２０、１２２ 対向端部
１６４ 表面
１６９ コーティング
１６８ 接着物質
１８０、１８２ シート
１８２ａ 組織試料を支える面