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Neues Abformverfahren zur licht- und elektronenmikroskopischen Untersuchungen von Veränderungen der Papillarleistenstruktur

 Aus: Handsymposium

Dermatologische Erkrankung der Hände und Füße

Bochum 1988

Herrausgegeben von Peter Altmeyer, Ulrich Schultz-Ehrenburg und Heike Luther

 

 P. Foss, P. Mestres, K.D. Zang

 

Für den Dermatologen und für den Humangenetiker ist die Untersuchung und Dokumentation des gesunden und pathologisch veränderten Hautreliefs von besonderem Interesse.

Die Lupenbetrachtung liefert nur eine begrenzte Auflösung: eine direkte licht- oder elektronenmikroskopische Untersuchung des Hautreliefs ist nicht möglich. Die übliche Dokumentation mit Hilfe von Abdruckverfahren liefert nur eine bescheidene Auflösung: außerdem führt sie zu Verfälschungen, da auf alle Informationen, die die dritte Dimension liefert, verzichtet werden muß. Ausgehend von den Erfahrungen der Rasterelektronenmikroskopie wurden deshalb Abformtechniken entwickelt, welche eine hochauflösende Darstellung der Hautoberfläche ermöglichen. Alle Verfahren arbeiten mit einer doppelten Abformung: d.h. es wird zuerst ein Negativ ersellt (Matrize), von dem wiederum ein Positivabdruck gewonnen wird (Patrize).

Auch die weiterentwickelten, bisher in der Dermatologie verwendeten Verfahren haben jedoch eine Reihe von Nachteilen. Das Abformmaterial wird mit mehr oder weniger starkem Anpressdruck auf die Hautaufgetragen und deformiert deshalb die Hautoberfläche. Das Materiel löst sich nach dem Aushärten nur unter Bildung von Artefakten von der Hautoberfläche ab. Negativ- und Positivabformmaterial neigen bei der Bearbeitung zu Schrumpfung bzw. Ausdehnung. Beide Materialien formen das Hautrelief aufgrund ihrer Viskositäten nur unvollkommen ab und führen damit nur zu einer unbefriedigenden Auflösung bei der auflicht- oder elektonenmikroskopischen Untersuchung.

Es wurde deshlab ein druckfrei applizierbares Vefahren entwickelt, welches sowohl ein sehr visköses, hautfreundliches Negativabformmaterial verwendet als auch bei sehr großen Maßhaltigkeit eine hohe optische Auflösung erzielt.

Material und Methodik

Die Negativabformungen erfolgt mit Hilfe eines speziellen Hydrokolloids, welches zur Verflüssigung erhitzt wird. Es wird mit Hilfe einer Spritze bei einer Temperatur von 40° bis 45° C auf die Haut aufgetragen und härtet innerhalb von Minuten aus. Die Abformung löst sich ohne Verletzung der Haut oder Beschädigung der Abform-Oberfläche. Die Abformung wird bis zum Anfertigen des Positivs unter Luftabschluss in einer Konservierungsflüssigkeit aufbewahrt

Für die Positivabformung wird eine Methacrylat verwendet, das nach Vermischen mit einem Härter ebenfalls mit einer Spritze auf das Negativ aufgetragen wird. Nach dem Aushärten löst sich das Postiv vom Negativ glatt ab. Das Postiv kann direkt mit Lupe oder Auflicht-Mikroskop untersucht werden, es läßt sich jedoch auch in üblicher Weise problemlos für die rasterelektronenmikroskopische Untersuchung besputtert und auswerten.

Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens wird beispielhaft gezeigt anhand der Hautleistendysplasien bei der X-chromosomal rezessiven anhidrotischen ektodermalen Dysplasie.

Abb. 1.: Exaktes Positivmodell von Hautleistenabformungen nach Goldbesputterung zur rasterlektronenmikroskopischen Untersuchung.

Ergebnisse und Diskussion

Mit der beschriebenen Methode gewonnene Abformungen zeigen beim normalen Menschen einen gleichmäßigen Hautleistenverlauf mit regelmäßig angeordneten Schweißporen jeweils in der Mitte der Hautleiste. Der rasche Aushärtungsvorgang des Negativs auf der Hautoberfläche erlaubt bei der gesunden Haut sogar eine Darstellung der entschtehenden Schweißperle und damit eine Kontrolle der Funktionsfähigkeit der Schweißpore.

Die Abformung der Hautleisten bei hemizygoten männlichen Patienten des X-chromosomal rezessiven anhidrotischen ektodermalen Dysplasie zeigt einen Hautleistenverlauf, dem die Schweißporen völlig gestört ist.

Mit Hilfe dieses Verfahrens kann gezeigt werden, daß die typischen Veränderungen der Hautleistenstruktur bei der anhidrotischen ektodermalen Dysplasie in diskreter Form auch bei den Anlageträgerinnen auftreten und sich dort in unterschiedlichen Teilkomponenten darstellen.

Abb. 2.: Übersicht eines normalen Hautleistenreliefs im Hypothenarbereich (REM 22x). Regelmäßige Anordnung der Hautleistenzüge mit gleichmäßigen Abständen der Schweißporen in der Mitte der Hautleisten.

Abb.3.: Schweißperlenbildung auf der Fingerbeere einer gesunden Vergleichspersond (REM100x).

 

Abb. 4.: Übersichtsaufnahme des Hautleistenreliefs eines Patienten mit X-chromosomal-rezessiver anhidrotischer ektodermaler Dysplasie. Völlige Aplasie der Schweißporen im dargestellen Areal (REM 22x).

 

Abb. 5.: Hautleistenrelief einer Anlageträgerin für die X-chromosomal-rezesive anhidrotische ektodermale Dysplasie. Verlust einzelner Schweißporen, Einschnitte und kleine Desorganisationsinseln als Mikrostigmata (REM 60x)

Zusammenfassung

Es wurde eine neue völlig druckfreie applizierbare Abformtechnik für dermatologische Zwecke entwickelt. Sie erlaubt an einem Positivmodell die licht- und rasterelektronenmikroskopische Untersuchung von Veränderungen des Hautleistensystems mit einem Auflösvermögen von 1µ. Das Verfahren wird dargestellt am Beispiel der Hautleistenveränderungen bei Patienten und heterozygoten Anlageträgerinnen der X-chromosomal rezessiven anhidrotischen ektodermalen Dysplasie.

 

Literatur

 (1)Pfautsch, M., H. G. Fromme, G. Forck: Rasterelektronenmikroskopische Beobachtung an der gesunden menschlischen Haut. Beitr. elektronenmiktroskop. Direktabb. Oberfl. 3, 319-325 (1970)
(2) Forck, G., M. Pfautsch, H. G. Fromme, F. Wischelmann, C. Tegtbauer: Zur rasterelektronenmikroskopischen Darstellung der Hautoberfläche mittels Abdruckverfahren. Arch. Dermatol. Forsch. 244,92-94(1972)
(3) Pfefferkorn, G., H. G. Fromme, M. Pfautsch: Different. replica methods for skin examination and their comparison with direct studies in skin. Proc. VIIth Ann. Scanning Electron Microscope Symp. 1974(Part1) 75-82(1972)
(4) Foss, P. Planoform Kit. Plano W. PlannetGmbH, Marburg, 1987.
(5) Foss, P.: Analyse der anlagebedingten Störung der Hautleistenstruktur bei der X-chromosomal rezessiven anhidrotischen ektodermalen Dysplasie(AED) mit Hilfe eines neuentwickelten Abformverfahren für die Licht- und Rasterelektronenmikroskopie. Med. Disseration, Universität des Saarlandes, 1988.
(6) Foss, P., K. D. Zang: The Lyon hypothesis and microdysplasia in heterozygotes of X-recessive anhidrotic ectodermal dysplasia (in preparation) (1988).
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