| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| CONSERVACIÓN DE CADAVERES Y DE TEJIDOS HUMANOS CON UN PRESERVANTE QUÍMICO LIBRE DE FORMALDEHÍDO | | Autor/a | Antia Montoya, Germán | | Departamento | Instituto Universitario de Investigación en Ciencias Policiales | | Director/a | Parra Marín, María Victoria | | Codirector/a | Montalvo García, Gemma | | Fecha de depósito | 10-06-2024 | | Periodo de exposición pública | 10 a 24 de junio de 2024 | | Fecha de defensa | Sin especificar | | Modalidad | Presencial | | Programa | Ciencias Forenses (RD 99/2011) | | Mención internacional | No | | Resumen | Organizaciones internacionales como la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Agencia Química Europea (ECHA, del inglés European Chemistry Agency), que regulan los aspectos de salud, salud ocupacional y protección ambiental de la Comunidad Europea, indican que el formaldehído (FAD) es un agente alérgeno, carcinógeno y mutagénico. Afecta a la salud de los operadores de las morgues y laboratorios de patología. El personal sanitario necesita y demanda nuevos biocidas y conservantes químicos libres de FAD. Incluso se sabe que los cuerpos embalsamados con FAD e inhumados contaminan los suelos de los cementerios con derivados del citado biocida como furanos y dioxinas.
El objetivo de esta investigación ha sido lograr la preservación de cadáveres y componentes anatómicos empleando un conservante químico libre de FAD y de componentes carcinogénicos, mutagénicos y alergénicos. Se eligió el conservante químico BIOSEOL, cuyo coinventor de la marca registrada de su formulación es el autor de esta Tesis Doctoral. Se realizaron diversas pruebas para seleccionar la mejor formulación de este conservante químico en el uso de la preservación de órganos. Para ello, se optimizó la mejor concentración del conservante para preservar los órganos más susceptibles a la descomposición (bazo, cerebro, hígado, páncreas). Los cadáveres autopsiados, seleccionados de la morgue judicial de Medellín, fueron embalsamados; la mayoría murió por causa violenta. En este estudio se excluyeron los cadáveres con antecedentes de infección nosocomial, estado avanzado de descomposición o sometidos a procedimientos especiales de autopsia médico-legal.
Las pruebas para la conservación de estos cuerpos se realizaron con BIOSEOL. Se seleccionaron 13 cadáveres autopsiados en la morgue judicial de Medellín, que presentaban cortes necro-quirúrgicos en abdomen, cráneo, tórax y fenómenos de descomposición del cadáver. Como en otros estudios, se excluyeron los cadáveres con infecciones nosocomiales, desmembrados o sujetos a protocolos especiales de necropsia relacionados con casos relacionados con violaciones de derechos humanos. Los cuerpos se inyectaron a través de las arterias carótida, humeral y femoral con una disolución al 75% de BIOSEOL, seleccionada anteriormente como óptima en el estudio con los órganos; las vísceras se sumergieron en una bolsa de plástico que contenía BIOSEOL. Como resultado, a las 24 h de la inyección del conservante químico libre de FAD desaparecieron los fenómenos cadavéricos como: algor mortis, livor mortis, odor mortis, rigor mortis. Un hallazgo importante de la inyección de BIOSEOL en cadáveres ha sido la reducción de la rigidez cadavérica, lo que permite la práctica de técnicas quirúrgicas y la preservación el color de las vísceras y otras estructuras anatómicas.
Se realizaron también pruebas de conservación de los tejidos más sensibles a la autolisis (bazo, cerebro e hígado) en diferentes disoluciones de BIOSEOL (25%, 50%, 75%). En total, se procesaron 303 muestras de diferentes tejidos de cadáveres necrosados con BIOSEOL. El análisis de los parámetros de estudio de las muestras (conservación del tejido, tratamiento en alcoholes y xylol, inclusión en parafina, corte al micrótomo, coloración con H & E, conservación de células) se realizó según el método estadístico no paramétrico de MacNemar´s test, que consiste en el tratamiento estadístico con una prueba binomial. Los bloques de tejido conservados en las distintas formulaciones con BIOSEOL se procesaron en alcoholes, se enjuagaron en xylol, se embebieron en parafina, se cortaron en un micrótomo y se tiñeron con Hematoxilina y Eosina (H & E). La disolución al 25% no conservaba tejidos, ni órganos, resultando no apta para preservar cadáveres. Las disoluciones al 50% y 75% inhibieron la autolisis. Los tejidos fijados en la solución BIOSEOL al 50% experimentaron el mejor comportamiento en el micrótomo, y al observarlos al microscopio se evidenciaba la preservación de la arquitectura tisular y la celularidad característica de cada órgano. Con los tejidos fijados en la disolución de BIOSEOL 75% se descartaron muestras que presentaron dificultades al cortar en el micrótomo y no permitieron conservar tejido ni células.
Se desarrollaron ensayos de histología sin FAD en fragmentos de cerebro de cadáveres que no presentaban infecciones cerebrales. Se tomaron tres muestras aleatorias de tejido cerebral en réplicas de tres especímenes. Las pruebas de fijación se realizaron en una solución BIOSEOL al 50% durante 12, 24, 48 y 72 h, respectivamente; luego fueron procesados y coloreados con H & E. Los procesos de autolisis se detuvieron en todos los muestreos y a los distintos tiempos en estudio. Las observaciones al microscopio óptico concluyeron que la fijación de 24 h permite una mejor conservación del tejido y la celularidad de las muestras de tejido cerebral. El bazo, el páncreas y las glándulas suprarrenales son muy lábiles a la autolisis y se demostró que las formulaciones de BIOSEOL 50% detiene la descomposición, pero no es posible observar todas las estructuras celulares características de cada uno de estos tejidos mediante microscopía.
De los distintos estudios se ha podido concluir que, los tejidos procesados con BIOSEOL 50% permiten tratamientos tradicionales de técnicas histológicas como el tratamiento automático (12 h) o manual (18 h) en alcoholes, xylol, inclusión en parafina o PARAPLAST®, corte al micrótomo y tinción con H & E. La observación al microscopio de los tejidos fijados con BIOSEOL permite determinar el origen del tejido y las células características de cada tejido.
En los tejidos conservados con BIOSEOL se pudieron observar algunas patologías, como la congestión vascular que se presenta en los órganos cuando hay sufrimiento al momento de la muerte. Este preservante tampoco reacciona ni altera sustancias de abuso como la cocaína, o con remanentes del proceso de síntesis de la cocaína como el denominado "bazuco". En el caso de un paciente que murió por veneno de fósforo orgánico, se pudieron observar los núcleos rojos en las neuronas, típico del envenenamiento con esta categoría de tóxicos. También se ha demostrado que es posible diagnosticar patologías como el ateroma en la arteria aórtica o cicatrices de ataques cardíacos agudos.
Con todo lo anterior, es esta tesis se concluye que BIOSEOL es un conservante químico sin FAD que es eficaz en la conservación de cadáveres humanos con fines de embalsamamiento funerario o educación médica. Además, detiene los fenómenos cadavéricos y la autolisis de los tejidos. Su utilidad también se evidenció en las técnicas histológicas de tejidos humanos para la enseñanza de la histología y el diagnóstico patológico, sin interferencias por consumo de drogas de abuso como la cocaína. Por todo ello, se puede proponer BIOSEOL como una alternativa al FAD en histo-tecnología.
La presente tesis se estructura en seis capítulos:
El primer capítulo ofrece una revisión sistemática de la literatura científica (2016 - 2024) sobre el embalsamamiento humano con FAD, el efecto carcinogénico y mutagénico del FAD, y la implementación de nuevos fluidos químicos libres de FAD para el embalsamamiento humano y la preservación de tejidos, así como de las nuevas tendencias en el embalsamamiento humano.
Primeramente, se presenta el proceso de descomposición en el cadáver humano ya que es fundamental conocer este fenómeno para comprender los principios del embalsamamiento humano. Por otro lado, la descomposición cadavérica es importante en las ciencias forenses para determinar la forma, el mecanismo y la causa de la muerte. Los fenómenos cadavéricos como el livor mortis, el rigor mortis y el enfisema cadavérico, entre otros, son fundamentales para decidir el proceso de descomposición y el momento de la muerte. Además, este capítulo presenta una visión general de los problemas epidemiológicos y de salud pública causados por los vapores del FAD. Por ello, frente a las características de este agente cancerígeno y mutagénico peligroso, esta tesis busca contribuir a dar una nueva solución de embalsamamiento libre de FAD.
El formaldehído es el "Gold estándar" de la histo-tecnología, pero presenta dificultades en el tratamiento de muestras de tejido tumoral en casos de estudios de inmunología. Por ello, en este primer capítulo se presenta una revisión de las nuevas tendencias en el tratamiento histopatológico del tejido humano hasta el diagnóstico clínico con productos químicos libres de FAD.
Por lo general, los cadáveres para estudios anatómicos son donados por las familias. En esta tesis, los cadáveres proceden de la morgue judicial de Medellín (Colombia). La aprobación ética de la investigación se ha concedido por el Comité de Ética de Investigación y Experimentación Animal de la Universidad de Alcalá (España). Por estas razones, se presenta una revisión de la legislación colombiana y española (ámbitos del estudio) asociada a la donación de partes del cuerpo para investigación y trasplante.
Durante el desarrollo de esta tesis ha irrumpido un nuevo escenario a nivel mundial, con la declaración de la pandemia por SAR-CoV2. Esto ha presentado nuevos problemas para manipular cadáveres en morgues, hospitales y escuelas de medicina. Por ello, este capítulo también ha incluido una sección en que se revisa la literatura de los protocolos de bioseguridad para el manejo de cadáveres de COVID y una perspectiva de los nuevos químicos de embalsamamiento para usar en casos de esta u otras enfermedades virales.
El segundo capítulo describe las hipótesis de trabajo. El FAD es el biocida más utilizado en el mundo. Es un químico esencial para la industria por sus aplicaciones en plásticos, resinas y textiles y, entre otros, el FAD es un biocida que permite fijar órganos y tejidos humanos, y detiene la putrefacción cadavérica. Las técnicas de preparación y tratamiento de tejidos humanos para diagnósticos patológicos se basan en esta sustancia química. Si no se encuentran biocidas y conservantes líquidos sustitutos del FAD, la salud de las personas y la calidad del medio ambiente se verán afectadas por el impacto negativo del químico mencionado. Por tanto, es necesario buscar biocidas y fluidos conservantes alternativos, sin efectos patógenos ni contaminantes, para la conservación de tejidos y órganos y el procesamiento clínico y anatómico. Pero biocidas alternativos, como el alcohol, bronopol, cloruro de banzalconio, fenol y el glutaraldehído, presentan aún más problemas ecológicos y de salud que el FAD para el embalsamador humano. Fórmulas alternativas con composición no tóxica para los seres humanos y medioambiente podrían resolver estos problemas. En esta tesis, BIOSEOL se postula como un conservante alternativo al FAD, que no presenta componentes tóxicos, cancerígenos o mutagénicos.
A priori, los componentes de BIOSEOL se han seleccionado como candidatos a detener el proceso de descomposición y preservar los órganos lábiles del cadáver y otros tejidos. En consecuencia, la hipótesis de partida fue que se puede optimizar la composición del conservante líquido BIOSEOL para preservar óptimamente cadáveres humanos, órganos y partes de tejidos de ellos sin que provoque molestias ni patologías que este desencadenado en las personas y el medio ambiente.
Hipóthesis 1: Sí BIOSEOL detiene los fenómenos de descomposición y preserva los órganos y tejidos similar al FAD.
Hipótesis 2: Sí el fluido libre de FAD propuesto en esta investigación tiene los mismos efectos que FAD en la preservación de órganos y componentes anatómicos para estudios anatómico-patológicos similares a los que permiten los componentes fijados con FAD.
Hipótesis 3: Sí la proporción de volumen para conservar tejidos es similar a las utilizada para fijar tejidos con FAD.
Hipótesis 4: Sí la eficacia de preservación del BIOSEOL es similar al FAD.
Hipótesis 5: Sí debido a su composición BIOSEOL puede o no ocasionar efectos adversos a las personas y al medio.
Hipótesis 6: Sí los cambios en la calidad de los tejidos tratados con BIOSEOL para ser cortados, fijados y coloreados son similares o diferentes de aquellos fijados tratados con FAD.
El tercer capítulo describe los objetivos. El objetivo general es evaluar la eficiencia y efectividad de un conservante libre de FAD en la preservación macroscópica y microscópica de cadáveres, órganos y componentes anatómicos, y tejidos para estudios anatomo-patológicos, para el diagnóstico de patología clínica forense y embalsamamiento funerario. En esta investigación, se proponen varios objetivos específicos:
(1) El análisis del efecto de varias concentraciones del biocida seleccionado en la conservación de un órgano humano caracterizado por su labilidad más notable a la necrosis (cerebro, bazo y páncreas).
(2) La comparación de la eficacia de preservar órganos humanos utilizando una solución de FAD a la concentración estandarizada en técnicas de histopatología con la mejor concentración de BIOSEOL. Para ello, se ha medido la preservación de los órganos bazo, corazón, páncreas y riñón en FAD y BIOSEOL a diferentes tiempos para necrosis y descomposición.
(3) Por otro lado, el estudio del comportamiento de diferentes órganos seleccionados en los fluidos conservantes empleados, para evaluar la inhibición de la autolisis.
(4) Por último, la comparación de los métodos de procesamiento de tejidos manuales y automáticos, el comportamiento de corte del micrótomo y la tinción H & E.
El cuarto capítulo afronta la descripción de la parte del procedimiento experimental de la Tesis. Se comienza con la descripción del biocida seleccionado BIOSEOL, que es un conservante químico libre de FAD con potenciales aplicaciones para embalsamamiento humano, órganos y tejidos utilizados para autopsias médico-legales. El doctorando es co-inventor de la fórmula química del este biocida. En el capítulo también se describe el tratamiento de inmersión de los pequeños fragmentos de tejidos de órganos de autopsias médico-legales en el conservante químico para observar los efectos de inhibición de la autólisis. Las muestras de tejido de necropsias médico-legales fueron tratadas según técnicas de histo-citotecnología: procesos de hidratación y deshidratación en diferentes concentraciones de alcohol; inclusión en parafina; corte de micrótomo; y tinción con Hematoxilina y Eosina (H & E). Se observaron muestras de micro-cortes de tejidos coloreados bajo un microscopio óptico para evaluar el efecto de los colorantes en el núcleo y el citoplasma celular, el tejido o conservación de la arquitectura y celularidad del tejido, y la preservación de la estructura celular. Para optimizar los procedimientos, se ha aplicado el método estadístico no paramétrico del Test de MacNemar sobre las correlaciones: tisularidad vs. celularidad; corte al microtomo vs. no corta; los tejidos con H & E vs. tejidos que no tiñen.
El capítulo quinto describe y analiza los resultados macroscópicos y microscópicos alcanzados empleando BIOSEOL como preservante de cadáveres y tejidos. En primer lugar, se indican los resultados con el BIOSEOL en la preservación de cadáveres. Seguidamente, los resultados relacionados con la preservación de tejidos con concentraciones BIOSEOL 25%, 50%, 75%, para optimizar la formulación y seleccionar la que presenta mejores características en el aspecto macroscópico. La disolución al 25% muestra resultados insatisfactorios en la conservación de órganos y tejidos y la hace inviable para preservar cuerpos. Las pruebas de MacNemar analizaron la correlación entre preservación, conservación y fijación de tejidos en FAD y BIOSEOL, tratamiento manual y en procesador de tejidos, celularidad y tisularidad. Con ello, permitieron seleccionar la composición óptima de BIOSEOL 50% para la conservación de tejidos y el comportamiento de estos en el micrótomo y en la coloración de los tejidos con H & E. Finalmente, la observación de los tejidos al microscopio los tejidos conservados y f |
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