§ 4. МИКРОТОМНЫЕ СТОЛИКИ С ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

В практике гистологических, патологоанатомических и цитологических исследований для получения тончайших срезов биологической ткани широко используется метод микротомирования. Для получения качественного среза ткань предварительно должна быть охлаждена, причем степень охлаждения определяется родом исследуемой ткани.

В широко распространенных замораживающих микротомах охлаждение блока ткани производится посредством дросселирования жидкой углекислоты. При этом столик микротома должен быть соединен с углекислотным баллоном. Этот способ охлаждения

ткани перед микротомированием обладает рядом существенных недостатков, основными из которых являются:

1) невозможность контроля величины охлаждения, что в ряде случаев приводит к переохлаждению и разрушению структуры ткани;

2) относительная дефицитность жидкой углекислоты и ее высокая стоимость, что ограничивает применение микротомирования тканей в районных и сельских клиниках, в практике судебной экспертизы и в полевых условиях;

Рис. 98. Микротомный столик с естественно-конвекционным теплосъемом.

3) большой расход углекислоты (одного баллона хватает на 4—6 час. непрерывной работы);

4) затруднения с транспортировкой углекислотных баллонов (баллон весит около 100 кг).

Развитие техники термоэлектрического охлаждения позволило создать несколько конструкций замораживающих микротомных столиков, свободных от вышеперечисленных недостатков.

Первый конструктивный вариант термоэлектрического микротомного столика изображен на рис. 98. Термоэлектрическая батарея 1 состоит из четырех термоэлементов, смонтированных на горячих коммутационных медных пластинах 2. Конфигурация и геометрические размеры этих пластин выбраны в соответствии со схемой коммутации и необходимостью максимального отвода тепла от них на радиатор. Верхние коммутационные пластины термобатареи 3 образуют рабочую поверхность столика, на которую помещается подлежащий охлаждению блок ткани. Система горячих и холодных коммутационных пластин вместе с

полупроводниками заливается в эпоксидную смолу. Термоэлектрическая батарея приклеивается на основание столика 4, изготовленного из алюминия и снабженного системой воздушных радиаторов 5.

Основание столика электрохимическим путем покрывается тонким слоем окиси алюминия, который обеспечивает хороший тепловой контакт термобатареи со столиком и является электрическим изолятором, исключающим замыкание между горячими коммутационными пластинами термобатареи.

Измерения паразитных тепловых перепадов на электроизоляционном слое окиси алюминия показали, что при тепловых потоках, соответствующих рабочему режиму термобатареи, они не превышают 2—3°. Питание термобатареи столика осуществляется посредством двух токопроводов 6, подключенных к коммутационным пластинам термобатареи и к клеммной колодке 7. Суммарная площадь радиаторных пластин столика равна

Рис. 99. Разрез микротомного столика большой площади с жидкостным теплосъемом.

При естественном конвекционном теплообмене с окружающим воздухом радиатор такой площади может обеспечивать температуру на горячих спаях термобатареи в 25° (при температуре окружающего воздуха 20°). При перепаде температур, создаваемом термобатареей, в 30° на рабочей поверхности столика может быть обеспечена температура до —5°. Однако при более высокой температуре окружающего воздуха столик не обеспечивает требуемой рабочей температуры.

В связи с этим была разработана другая конструкция микротомного столика с термоэлектрическим охлаждением, снабженного комбинированной воэдушно-жидкостной системой отвода тепла. Отличие этой конструкции от описанной выше заключается в том, что в алюминиевой плате основания столика сделан -образ-ный канал для прохождения воды, подача и слив которой производится через два штуцера. В том случае, когда температура окружающего воздуха не превышает 20°, отвод тепла от столика осуществляется системой воздушных радиаторов. При температуре, превышающей 20°, что имеет место в южных районах страны, к столику должна быть подключена вода.

В описанных конструкциях микротомных столиков рабочая поверхность, образованная холодными коммутационными

пластинами термобатареи, была равна что вполне отвечает требованиям гистологической и цитологической практики. Однако при патологоанатомических исследованиях часто требуется получить срезы большой площади.

Рис. 100. (см. скан) Промышленный образец микротомного стоянка, установленного на микротоме. На заднем плане — выпрямитель для питания столика.

Для этих целей был сконструирован микротомный столик с рабочей поверхностью охлаждения, равной

В этой конструкции (рис. 99) термоэлектрическая батарея состоит из пяти термоэлементов 1; съем тепла с них осуществляется проточной водой, подача и слив которой осуществляется через штуцера 2. Горячие коммутационные пластины термобатареи 3

изготовлены из латуни и имеют в своем теле каналы для прохождения воды. Холодные коммутационные пластины 4 образуют рабочую поверхность столика. Для закрепления столика на микротоме служит штифт 5, переходящий в основание 6, на котором смонтирована термобатарея. Все элементы столика залиты в эпоксидную смолу 7. Электрическое питание столика осуществляется через две клеммы 8, закрепленные на штуцерах водяного охлаждения.

Все три конструктивных варианта микротомных столиков с термоэлектрическим охлаждением имеют посадочные места, согласованные с выпускаемыми промышленностью микротомами, благодаря чему установка столика на микротом может быть осуществлена мин.

Регулировка степени охлаждения блока ткани, помещенной на микротомном столике, производится в широких пределах изменением величины питающего столик тока. При испытаниях столиков через 1—3 мин. получались срезы мозговой ткани толщиной

На рис. 100 изображен термоэлектрический микротомный столик с жидкостным съемом тепла, установленный на микротоме.

Основные технические характеристики описанных столиков приведены в табл. 21.

Таблица 21 (см. скан) Основные данные микротомных стеликов с термоэлектрическим охлаждением