Nieproste sprawy prostych noży

Historia mikrotomu choć zaczyna się już w latach 70tych XVIII wieku to jednak uznaje się, że pierwszy mikrotom został stworzony przez Pana Wilhelma His’a. Sr w 1865 roku. Niemniej jednak na pełną historię najbardziej podstawowego urządzenia w patologii przyjdzie pora lecz ze względu na ostatnie dyskusje z naszymi partnerami, dziś postanowiłem przybliżyć nieco wiedzę dotyczącą noży mikrotomowych. Na rynku istnieje ich ogromna ilość, azjatyckie fabryki prześcigają się w nowych technologiach, znane marki przenoszą produkcję do bardziej ekonomicznych fabryk, a nowe zastępują ich miejsce. Zalew nowych, tańszych ostrzy niekoniecznie wpływa na jakość, a cena kusi klienta. Tylko, że w takim wypadku często to pozorna oszczędność.

Po lewej: Szkic mikrotomu, który stworzył Cummings w 1770 roku

Po prawej: Pan William His Sr.

Czym się różnią? Dlaczego są tak drogie? I w końcu czy jest sens zmieniać wypróbowane noże?

Postaram się dziś na to odpowiedzieć.

Pierwszym kryterium jakim należy się posiłkować jest twardość stali. Zgodnie z moimi ostatnimi poszukiwaniami najczęściej noże posiadają twardość w okolicach 56-58 HRC. Dla tych, którzy nie wiedzą czym jest wymieniona wartość; jest to jednostka miary twardości wg Rockwella, gdzie stożek diamentowy o kącie wierzchołka 120o naciska z obciążeniem 150 kg na powierzchni metalu. Pozostaje niewielkie wgłębienie, dzięki któremu możemy ocenić jak twardy jest metal. Pewnie dalej niewiele to Wam mówi tak więc trzy przykłady:

- siekiera 45-55 HRC,

- stale narzędziowe i szybkotnące 55-66 HRC.

- naprawdę świetny nóż kuchenny 63 HRC

A właściwie na co wpływa twardość i dlaczego nie produkować noży z 66 HRC?

Wpływa przede wszystkim na żywotność. Im twardsza stal tym bardziej trwała. Ma to jednak swoje wady. Obróbka takiej stali w tak małej skali jaką jest wymienny nóż mikrotomowy (0,25 mm grubości) jest bardzo trudna. Za tym idzie jednocześnie cena, która byłaby zdecydowanie wyższa niż obecnie dostępnych produktów. Wartości 56-58 to duży kompromis, choć w skali, gdzie każdy jeden punkt to jak przeskok cywilizacyjny, podniesienie twardości do 60HRC mogłoby dać niesamowite korzyści (w mojej skromnej opinii). Tylko, że nikt by na tym niestety nie zarobił. Jak bowiem konkurować gdy możemy usłyszeć cenę 120 Euro zamiast 50?

Wiem jedno na pewno, oprócz żywotności ważna jest także niezrównana ostrość. Tutaj różnice są znacznie większe. Na pierwszy rzut przedstawię typy ostrzenia:

- Ostrza mocno płasko-wklęsłe/dwuwklęsłe – ostrza płasko-wklęsłe to takie, które są nożami jednostronnie tnącymi. Strona tnąca jest mocno szlifowana we wklęsły łuk (chyba że istnieje słowo na odwrotność łuku), natomiast druga strona jest płaska. Ostrza dwuwklęsłe posiadają obustronny szlif w kształcie łuku. Noże tego typu są bardzo ostre, nadają się do miękkich tkanek oraz do rutynowej pracy. Nie sprawdzają się natomiast za bardzo do materiału twardego czy chociażby chrzęstnego. Idealnie by było pracować z tymi nożami przy materiale zatopionym w celoidynie.

- Ostrza płasko-wkęsłe – to ostrza podobne do poprzednich, jednak sama powierzchnia tnąca jest grubsza, przez co są trwalsze. Tutaj już zdecydowanie rutynowa praca z bloczkami parafinowymi wchodzi w grę. Niemniej jednak wciąż nie są to noże, które będą dobrze się zachowywały w ciągłej pracy z twardymi materiałami czy parafinami o wysokiej temperaturze topnienia (parafina też ma wpływ na żywotność noży).

- Ostrze w kształcie klina – te noże w porównaniu z poprzednimi tracą odrobinę na ostrości ze względu na swój prosty kształt. Na pewno pozwala to na dużą wytrzymałość, także przy twardszych materiałach, ale zdecydowanie noże te gorzej zachowują się w rutynowej pracy. Będą idealne m.in. do sekcji mrożonych.

- Ostrza płaskie – nazwa może odrobinę mylić. Lepiej je określić jako ostrza w typie narzędziowym, gdyż sama końcówka powierzchni tnącej jest szlifowana pod innym kątem, przez co wygląda bardziej jak trapez. Co daje takie rozwiązanie? Ogromną trwałość i żywotność. To te noże, które powinno używać się do kości.

Lepiej zatem noże obustronnie szlifowane czy jednostronnie szlifowane? Te pierwsze zdecydowanie są wygodniejsze, ale większą ostrość można osiągnąć w przypadku ostrzy jednostronnie szlifowanych. Wystarczy spojrzeć na doświadczonych stolarzy, którzy potrafią heblem ścinać kilkumetrowe skrawki o grubości 7-8 mikrometrów! Ręcznie!

Jednakże to nie wszystko. Wielu producentów ma swoje patenty na pokrywanie powierzchni tnących. Oczywiście większość to tajemnica firmy, ale istnieją także standardowe możliwości jak pokrywanie chromem czy platyną, które pozwalają chociażby na wydłużanie żywotności. Niektóre firmy pokrywają powierzchnie tnącą teflonem dzięki czemu zmiany temperatury nie zwiększają tarcia. Oczywiście to nie jest jedyna możliwość aby temu zapobiegać.

Ostatnia rzecz dotycząca ostrości noży. Zdaje sobie sprawę z tego, że niewiele osób to wie, ale ogromny wpływ na to jak kroją nasze noże ma ich ustawienie. Najgorszy w tym wszystkim jest fakt, że każdy producent mikrotomu ma inny zalecany kąt nachylenia stolika uchwytu do ostrzy. Wiecie jaki powinien być w Waszym sprzęcie? W trakcie pracy, kąt może się zmienić przez rok, czego zwyczajnie nie zauważymy, trochę jak z zepsutym obniżającym się lusterkiem w aucie, kiedy chcemy przez nie spojrzeć a nagle się okazuje, że nie pokazuje drogi tylko nasze koła. Jeśli nie znacie zalecanego kąta, spytajcie Waszego dostawcę. Na pewno przekaże wam tę wiedzę. Oczywiście możecie też próbować sami. Naprawdę możecie się zdziwić jak wiele problemów potrafi rozwiązać odpowiednie ustawienie kąta.

Specjalnie nie wspominałem tutaj o kącie natarcia ostrza. Zdecydowana większość noży mikrotomowych ma kąt 34-35o. Czy ma to większe znaczenie? Nie. Kiedy nóż będzie miał kąt natarcia powyżej 40o lub poniżej 30o wtedy jest duża szansa, że nie wyrównamy tego kątem nachylenia stolika, przez co praca będzie niemożliwa, a czy to jest 34 czy 35, to nie ma większego znaczenia. Najlepiej by było, gdyby każdy dostawca noży potrafił ustawić mikrotom pod noże jego typu. Niemniej jednak ogromny wpływ na to czy dane ostrze nam odpowiada mają nasze przyzwyczajenia, specyfika pracy, niejednokrotnie umiejętności czy obycie z techniką. Czy warto więc sprawdzać nowe noże? Zawsze! Głównie dlatego, że technologia obróbki metali również się rozwija. Dlatego przygotowując się do zakupu zawsze należy wykonać testy, czy to na pustych bloczkach parafinowych czy podczas rutynowej pracy wszystkich pracowników.

Mam nadzieję, że dziś rzuciłem odrobinę światła na skomplikowaną naturę noży mikrotomowych. Dużo od nich zależy, a niejednokrotnie pomijamy istotne sprawy z nimi związane narażając się na stratę czasu podczas pracy.

Źródła:

1. Gelber D. Thin sectioning: details of technique. TheJ Biophys Biochem Cytol. 1957; 3(2): 311-316.

2. Diapath Microtome blades DiaCut Data Sheet

3. Personna microtome blades Data Sheet

4. Feather microtome blades Data Sheet

5. ThermoFisher Scientific microtome blades Data Sheet

6. Bancroft's Theory and Practice of Histological Techniques, 7th Edition (0702042269)

7. Chu JP, Diyatmika W, Tseng YJ, Liu YK, Liao WC, Chang SH, Chen MJ, Lee JW, Jang JSC. Coating Cutting Blades with Thin-Film Metallic Glass to Enhance Sharpness. Sci Rep. 2019 Oct 29;9(1):15558.