Summary
Denne protokollen illustrerer en metode for å vurdere de biofysiske egenskapene til senereparasjoner ex vivo. Et suturmateriale av polytetrafluoretylen (PTFE) ble evaluert ved denne metoden og sammenlignet med andre materialer under forskjellige forhold.
Abstract
Med utviklingen av suturmaterialer har det skjedd en endring i paradigmer i primær og sekundær senereparasjon. Forbedrede mekaniske egenskaper tillater mer aggressiv rehabilitering og tidligere utvinning. For at reparasjonen skal holde mot høyere mekaniske krav, må imidlertid mer avanserte suturerings- og knuteteknikker vurderes i kombinasjon med disse materialene. I denne protokollen ble bruk av polytetrafluoretylen (PTFE) som suturmateriale i kombinasjon med ulike reparasjonsteknikker undersøkt. I den første delen av protokollen ble både lineær strekkstyrke og forlengelse av knutet mot ikke-knyttede tråder av tre forskjellige materialer som brukes i flexor sene reparasjon evaluert. De tre forskjellige materialene er polypropylen (PPL), polyetylen med ultrahøy molekylvekt med flettet jakke av polyester (UHMWPE) og polytetrafluoretylen (PTFE). I neste del (ex vivo eksperimenter med kadaveriske flexor sener) ble oppførselen til PTFE ved hjelp av forskjellige suturteknikker vurdert og sammenlignet med PPL og UHMWPE.
Dette eksperimentet består av fire trinn: høsting av bøyesenene fra ferske kadaveriske hender, transeksjon av senene på en standardisert måte, senereparasjon ved fire forskjellige teknikker, montering og måling av senereparasjonene på et standard lineært dynamometer. UHMWPE og PTFE viste sammenlignbare mekaniske egenskaper og var signifikant bedre enn PPL når det gjelder lineær trekkraftstyrke. Reparasjoner med fire- og seksstrengsteknikker viste seg å være sterkere enn tostrengsteknikker. Håndtering og knyting av PTFE er en utfordring på grunn av svært lav overflatefriksjon, men festing av fire- eller seksstrengsreparasjonen er relativt enkelt å oppnå. Kirurger bruker rutinemessig PTFE suturmateriale i kardiovaskulær kirurgi og brystkirurgi. PTFE-trådene er egnet for bruk i senekirurgi, og gir en robust senereparasjon slik at tidlige aktive bevegelsesregimer for rehabilitering kan brukes.
Introduction
Behandlingen av bøyeseneskader i hånden har vært et tema for kontrovers i over et halvt århundre. Frem til 1960-tallet ble det anatomiske området mellom den midtre falanksen og den proksimale palmen kalt "ingenmannsland", for å uttrykke at forsøk på primær senerekonstruksjon i dette området var nytteløse, og ga svært dårlige resultater1. På 1960-tallet ble imidlertid spørsmålet om primær senereparasjon revidert ved å introdusere nye konsepter for rehabilitering2. På 1970-tallet, med fremskritt innen nevrovitenskap, kunne nye konsepter for tidlig rehabilitering utvikles, inkludert dynamiske skinner3, men deretter kunne bare marginale forbedringer oppnås. Nylig ble nye materialer introdusert med betydelig forbedret integrert stabilitet4,5 slik at andre tekniske problemer enn svikt i suturmaterialene kom i fokus, inkludert osteledninger og uttrekk6.
Inntil nylig var polypropylen (PPL) og polyester mye brukt i flexor sene reparasjoner. En 4-0 USP (United States Pharmacopeia) streng av polypropylen tilsvarende en diameter på 0,150-0,199 mm utviser en lineær strekkfasthet på mindre enn 20 Newton (N) 6,7, mens håndens bøyesener kan utvikle in vivo lineære krefter på opptil 75 N8. Etter traumer og kirurgi, på grunn av ødem og sammenvoksninger, fremmer vevets motstand mer9. Klassiske teknikker for senereparasjon inkluderte tostrengskonfigurasjoner som måtte forsterkes med ytterligere epitendinøse løpssuturer 3,10. Nyere polyblendpolymermaterialer med vesentlig høyere lineær styrke har ført til teknisk utvikling4; en enkelt polyblendstreng med en kjerne av langkjedet polyetylen med ultrahøy molekylvekt (UHMWPE) i kombinasjon med en flettet kappe av polyester i samme diameter som PPL tåler lineære krefter på opptil 60 N. Imidlertid kan ekstruderingsteknologier produsere monofilamentøse polymertråder som viser sammenlignbare mekaniske egenskaper6.
Reparasjonsteknikker har også utviklet seg det siste tiåret. Tostrengs senereparasjonsteknikker har måttet vike for mer forseggjorte fire- eller seksstrengskonfigurasjoner11,12. Ved bruk av en sløyfe sutur13 kan antall knuter reduseres. Ved å kombinere nyere materialer med nyere teknikker, kan en initiell lineær styrke på over 100 N oppnås4.
Et individualisert rehabiliteringsregime bør i alle fall foreslås, med tanke på spesielle pasientegenskaper og senereparasjonsteknikker. For eksempel bør barn og voksne som ikke er i stand til å følge komplekse instruksjoner i lang tid, bli utsatt for forsinket mobilisering. Mindre sterke reparasjoner bør mobiliseres ved passiv bevegelse alene14,15. Ellers bør tidlige aktive bevegelsesregimer være den gyldne standarden.
Det overordnede målet med denne metoden er å evaluere et nytt suturmateriale for reparasjon av fleksorsener. For å rose begrunnelsen for protokollen, er denne teknikken en utvikling av tidligere validerte protokoller funnet i litteraturen 4,10,12,16 som et middel til vurdering av suturmaterialer under forhold som ligner klinisk rutine. Ved hjelp av et moderne testsystem for servohydrauliske materialer kan en trekkhastighet på 300 mm/min stilles inn som in vivo-spenning, i motsetning til tidligere protokoller med 25-180 mm/min 4,10, som tar høyde for begrensninger i programvare og måleutstyr. Denne metoden er egnet for ex vivo studier på flexor sene reparasjoner, og i videre forstand for evaluering av anvendelsen av suturmaterialer. I materialvitenskap brukes slike eksperimenter rutinemessig til å evaluere polymerer og andre klasser av materialer17.
Faser av studien: Studiene ble utført i to faser; Hver ble delt inn i to eller tre påfølgende trinn. I den første fasen ble en polypropylen (PPL) streng og en polytetrafluoretylen (PTFE) streng sammenlignet. Både 3-0 USP og 5-0 USP ble brukt til å etterligne de virkelige kliniske forholdene. De mekaniske egenskapene til materialene selv ble først undersøkt, selv om de er medisinsk utstyr, har disse materialene blitt grundig testet allerede. For disse målingene ble N = 20 tråder målt for lineær strekkfasthet. Knudrete tråder ble også undersøkt siden knyting endrer lineær spenningsstyrke og gir et potensielt bristepunkt. Hoveddelen av den første fasen handlet om å teste ytelsen til de to forskjellige materialene under kliniske forhold. I tillegg ble 3-0-kjernereparasjoner (tostrenget Kirchmayr-Kessler med modifikasjoner av Zechner og Pennington) utført og testet for lineær styrke. For en ekstra fløy av undersøkelsen ble en epitendinøs 5-0 løpsutur lagt til reparasjonen for ekstra styrke18,19.
I en påfølgende fase ble det utført en sammenligning mellom tre suturmaterialer, inkludert PPL, UHMWPE og PTFE. For alle sammenligninger ble det brukt en USP 4-0-streng, tilsvarende en diameter på 0,18 mm. For en fullstendig liste over materialene som brukes, se materialfortegnelsen. For det siste trinnet ble en Adelaide20 eller en M-Tang21 kjernereparasjon utført som beskrevet tidligere.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Denne artikkelen inneholder ingen studier med mennesker eller dyr utført av noen av forfatterne. Bruken av det menneskelige materialet var i full overensstemmelse med universitetets retningslinjer for bruk av og gjenkjennelige kroppsdeler, Institutt for anatomi, Universitetet i Erlangen.
1. Høst fleksorsenene
- Høsting av flexor digitorum profundus
- Legg en frisk kadaverisk øvre lem på dissekeringsbordet med ventral-palmar-siden mot kirurgen. Bruk en standard håndfikseringsenhet for å holde phalangene i forlengelsen.
- Legg merke til avdødes alder og kjønn.
- Bruk en skalpell nr. 15, plasser et median lengdesnitt ved pekefingeren på palmarsiden som begynner fra den distale falanksen distalt mot A1-remskiven 22 over metakarpofalangealleddet22.
- Skill A1- og A2-remskivene22 i lengderetningen uten å skade bøyesenene. Kutt flexor digitorum profundus22 på nivået av det distale interfalangeale leddet ved hjelp av en skalpell.
- Bruk båndet til en kirurgisk lap svamp for å sette senen under trekkraft og hente flexor digitorum profundus på nivået av A1-remskiven.
- Lag et 6 cm tverrgående snitt på rascetta-bretten22 ved hjelp av en skalpell nr. 15.
- Lag et annet tverrgående snitt 10 cm proksimalt for rascetta.
- Gjør nå et langsgående snitt på medianen av palmarsiden av underarmen, som forbinder de to nevnte transversale snittene.
- Utvikle to motsatte hudlapper på nivået av underarmen fascia for å avsløre flexor sener. Bøyesenene er lett identifiserbare under huden.
- Igjen, bruk båndet til en kirurgisk lap svamp for å plassere flexor digitorum senen under trekkraft og trekke senen proksimalt til håndleddet.
- Kutt nå senen i det muskulotendinøse krysset for maksimal senelengde ved å bruke en skalpell nr. 11.
- Plasser seneprøven i 500 ml 0,9% saltoppløsning.
- Gjenta trinn 1.1.1 til 1.1.12 for tredje til femte fingre.
- Høsting av flexor digitorum superficialis
- Kutt senen til flexor digitorum superficialis av pekefingeren proksimalt til håndleddet ved tendino-muskulært veikryss, hvor den hvite senen endres til brunlig muskelvev.
- Bruk nå båndet til en kirurgisk fangsvamp for å trekke senen på stedet for A1-remskiven på pekefingeren.
- Kutt vinculae22 av senene i håndflaten.
- Trekk flexor digitorum superficialis22 distalt til det proksimale interfalangeale leddet.
- Bruk en skalpell nr. 15 for å kutte flexor digitorum superficialis ved chiasma, like ved det proksimale interfalangealleddet22.
- Plasser seneprøven i 500 ml 0,9% saltoppløsning.
- Gjenta trinn 1.2.1 til 1.2.6 for tredje til femte fingre.
- Høsting av flexor pollicis longus22
- Bruk en skalpell nr. 15 til å lage et 9 cm langsgående mediansnitt på håndflatesiden av tommelen fra distale falanks til A1-remskiven.
- Snitt i lengderetningen A1 og A2 trinser.
- Eksponer tommelens bøyesene, og ved å bruke en skalpell nr. 15 kutter senen ved innføringen over bunnen av den distale falanksen.
- Bruk av båndet til en kirurgisk lap svamp, trekk senen på nivået av A1 remskive.
- På operasjonsstedet proksimalt for håndleddet, finn flexor pollicis longus senen i det radiale hjørnet av bøyerommet og trekk den inn med et bånd av en kirurgisk fangsvamp.
- Kutt senen i det muskulotendinøse krysset.
- Plasser seneprøven i 500 ml 0,9% saltoppløsning.
2. Transeksjon av senen (figur 1)
- Fest seneprøven på en ekspandert polystyrenplate med pinner eller 18 G kanyler.
- Transekter senen i midten ved hjelp av en skalpell med et blad nr. 11.
MERK: Ikke transekter senen to ganger, ellers vil lengden ikke være tilstrekkelig for stabil montering på den servohydrauliske målemaskinen.
3. Reparasjon av sene
- Kirchmayr-Kessler tostrenget kjernereparasjon med Zechner- og Pennington-modifikasjonene18,19 (figur 2)
- Bruk et No. 11-blad og gjør et 5 mm stikksnitt i midtlinjen av den høyrehendte delen av senen, ca. 1,5 cm fra stubben (dvs. stedet for den avskårne senen).
- Gjennom dette snittet setter du den skarpe runde nålen på suturen og går ut på siden av senen på samme nivå mot kirurgen. Denne passeringen av nålen må være på overfladisk plan.
- Sett nå nålen på overflaten av senen ca. 3 mm lenger til høyre og dykk ned i dypplanet.
- Gå ut ved stubben og sett nålen på nøyaktig motsatt side på venstre del av senen.
- Dukke opp på overflaten av senen, på siden nærmest kirurgen, ca. 1,8 cm fra stubben.
- Gå nå inn på siden av senen 3 mm mot stubben og følg en sti på tvers til senen. Gå ut på motsatt side av kirurgen.
- Gå inn i overflaten av senen 3 mm lenger fra stubben og følg et dypt plan som går ut ved venstre stubbe.
- Gå inn i høyre stubbe og følg et langsgående dypt plan til du går ut på overflaten av senen ca. 1,8 cm fra stubben.
- Sett nålen på den andre siden av senen, på nivået med det første stikksnittet. Kom ut av stikksnittet.
- Bind en kirurgisk knute med åtte kast, vekslende retning manuelt23.
- Adelaide krysslås firetråds kjernereparasjon11,19 (figur 2)
- Sett nålen inn i venstre stubbe av den transekterte senen. Følg banen til senen på kirurgens side i 1,5 cm og gå ut på overflaten av senen. Sett nålen 3 mm til venstre og ta en bit på 3 mm, gå ut mot kirurgen.
- Sett nålen 3 mm til høyre, ved siden av utgangspunktet til den første banen og følg senen helt til siden til venstre stubbe. Sett nålen inn i høyre stubbe i en bane helt ytterst på senen. Ta av ca. 1,5 cm til høyre for stubben.
- Sett nålen igjen på 3 mm til høyre og ta tak, spennende på siden av senen.
- Stikk kanylen tilbake mot høyre stubbe, inn ca. 3 mm mot venstre. Gå ut på høyre stubbe og gå inn igjen i venstre stubbe i 1,5 cm. Ta tak i en del av senen på 3 mm med suturen og gå ut nær midtlinjen.
- Sett nålen 3 mm nærmere stubben igjen og følg senens retning til høyre, og sørg for å gå ut ved stubben.
- Stikk nålen inn i høyre stubbe og følg senefibrene ca. 1,5 cm til høyre. Avslutt på overflaten.
- Sett senen lenger til høyre (3 mm) og ta et grep, sikt mot den andre siden. Sett nålen 3 mm til venstre og følg senen som går ut ved stubben. Bind nå en kirurgisk knute med åtte kast, og veksle retning manuelt.
- M-Tang sekstråds reparasjon11 (figur 2)
- Sett nålen på løkken ca. 1,5 cm fra høyre stubbe av senen og ta tak i en del av senen på ca. 3 mm i størrelse.
- Før nålen gjennom løkken og stikk nålen inn i overflaten av senen.
- Følg senens bane og gå ut mellom stubben.
- Sett nålen inn igjen i motsatt stubbe og følg senen i dypplanet i 1,8 cm. Gå ut på overflaten av senen.
- Gå nå inn 3 mm nær stubben og følg en tverrgående bane til den andre siden av senen og gå ut der.
- Sett nålen med løkken 3 mm til venstre, lenger bort fra stubben. Følg senens bane og gå ut mellom stubben. Gå inn igjen på motsatt stubbe og gå ut 1,5 cm til høyre ved overflaten av senen.
- Klipp en av de to trådene som armerer nålen med saks.
- Sett inn nålen og ta tak i en 3 mm del av senen.
- Bind nå manuelt en kirurgisk knute med åtte kast, vekslende retning23.
- Ta en annen sløyfesutur og utfør en Tsuge sutur24 ved å ta tak i en del av senen på ca. 3 mm ved 1,5 cm til høyre.
- Sett nålen inn igjen og følg banen til senen til venstre. Utgang mellom stubben.
- Gå inn i venstre stubbe igjen og følg senens bane i 1,5 cm. Gå ut på overflaten av senen.
- Her klipper du en av de to trådene som armerer nålen med en saks.
- Sett nålen inn igjen, ta tak i 3 mm av senen.
- Bind nå manuelt en kirurgisk knute med åtte kast, vekslende retning.
4. Uniaxial strekkprøve
- Sett opp strekkprøvingsmaskinen
- Monter lastcellen på det øvre krysshodet til standard strekkprøvingssystem ved hjelp av tilkoblingssystemet og respektive bolter.
- Monter prøvegrepene på den nedre delen, flytt krysshodet og lastcellen ved hjelp av tilkoblingssystemet og respektive bolter.
- Slå på kontrollcomputeren og åpne testprogramvaren. Vent til initialiseringen av strekkprøvingsmaskinen. Klikk på Fil > Åpne og velg deretter Zwick-testprogrammet Simple Tensile Test for Fmax-bestemmelse. Klikk deretter ok.
- Sett opp gjeldende prøvegrepsavstand ved å klikke på Machine > Setup. Mål prøvegrepavstanden ved hjelp av en tykkelse og skriv verdien i Separasjon av gjeldende verktøy / Gjeldende grep for å gripe separasjon og klikk ok.
- Definer målsekvensen ved å klikke Veiviser. Gå til Pre-test og sett grepet for å gripe separasjonen i startposisjonen til 20 cm. Merk deretter av for Forhåndsinnlasting og sett forhåndsbelastningen til 0,50 N. Gå til Testparametere og sett testhastigheten til 300 mm/min. Klikk på Serieoppsett for å fullføre installasjonsprosessen.
- Klikk Startposisjon for å stille grepseparasjonen til startposisjonen.
- Montering og testing av den reparerte senen
- Klikk på Force 0 i testprogramvaren rett før prøvemonteringen.
- Overfør den reparerte senen umiddelbart etter reparasjon til strekkprøvemaskinen (figur 3 og figur 4) ved hjelp av tang.
- Sett grovt papir mellom prøvegrepene og senen for å øke friksjonen under prøvetestingen. Lukk prøvetakene håndstramt og stressfritt.
- Klikk Start for å starte målesekvensen. Den lineære trekkraften er dokumentert av den dedikerte testprogramvaren. Dokumenter maksimal kraft før feil.
- Inspiser konstruksjonen visuelt og dokumenter prøven fotografisk med et kommersielt kamera. Definer feilmodusen basert på de påfølgende klassifiseringene:
- Glidning: Løkkene i suturmaterialet glir gjennom senen og suturen trekker seg ut.
- Knutesvikt: Knuten svikter og løsner.
- Break: Ruptur av sutur.
MERK: Å ta et bilde av den mislykkede prøven er bare for kvalitative formål, ikke for en måling, og derfor trenger den ikke å være på en standardisert måte. For eksempel ingen standard lys eller avstand.
- Eksporter rådata (force-displacement-data) i form av en tabell (.xls-fil) for grafisk representasjon. Oppsummer resultatene i en tabell med verdier uttrykt i Newton (N).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Senereparasjoner: Når en tostrenget Kirchmayr-Kessler-teknikk ble brukt alene, var det en høy glidningshastighet med reparasjoner som nådde en lineær styrke på ca. 30 N (figur 2 og figur 5A)5. In vivo kan senen til flexor digitorum profundus utvikle lineær trekkraft på opptil 75 N8. Under posttraumatiske forhold kan denne verdien være enda høyere på grunn av friksjon, hevelse og vedheft9.
Når en totråds Kirchmayr-Kessler-teknikk ble brukt i kombinasjon med en epitendinøs løpsutur (figur 2 og figur 5B)5, kunne glidning unngås i PPL-gruppen, men ikke i PTFE-gruppen. Likevel var reparasjoner med PTFE (73,41 ± 19,81 N) betydelig sterkere enn PPL (49,90 ± 16,05 N)5, noe som bekrefter hypotesen om at PTFE kan gi sterkere reparasjon. Denne typen reparasjon har vært (og er fortsatt) bærebjelken i senereparasjon i de fleste håndtjenester i Tyskland. Likevel vil en ny type reparasjonsteknikk være nødvendig for å unngå glidning med dette materialet. Derfor ble det utført ytterligere eksperimenter med seks- og åttestrengsreparasjoner.
Sterkere reparasjonsteknikker som rutinemessig brukes i dag, ble brukt for denne eksperimentlinjen; Adelaide og M-Tang typer reparasjoner ble brukt11,15 (figur 2). Bruk av UHMWPE (80,11 ± 18,34 N) eller PTFE (76,16 ± 29,10 N) ga signifikant sterkere senereparasjoner enn PPL (45,92 ± 12,53 N)6, uten hensyn til reparasjonsteknikk (figur 6 og tabell 1). Reparasjonene med UHMWPE og PTFE var sammenlignbare når det gjaldt lineær styrke. Når man sammenlignet de forskjellige teknikkene, ga den tostrengede Kirchmayr-Kessler-teknikken dårligere resultater enn både firestrengsteknikkene (Adelaide) og seksstrengsteknikkene (M-Tang) 5,6. Når man sammenlignet Adelaide med M-Tang, var seksstrengsreparasjonen noe sterkere, men ikke signifikant (figur 6 og tabell 1) 6.
Kort sagt, PTFE kan sammenlignes med UHMWPE som suturmateriale, og enten Adelaide- eller M-Tang-teknikkene kan brukes.
Håndtering og knyting av materialene: PTFE viser en svært lav overflatefriksjon. Dette er fordelaktig for å feste de mange strengteknikkene på en fin og jevn måte, men utgjør en utfordring for kirurgen for knyting og håndtering. Derfor er det nødvendig med flere kast enn med PPL eller UHMWPE6.
Statistisk analyse: Enveis ANOVA ble brukt for sammenligning mellom gruppene. Alle målinger av strekkfasthet (feillast) uttrykkes i Newton (N) med middelverdier og standardavvik (±). Senemateriale fra kadaveriske donorhender ble fordelt likt til alle effektgrupper.
Figur 1: Standardisert deling av senen . (A)Seneprøvene er montert på en ekspandert polystyrenplate ved hjelp av pinner eller 30 G nåler. Seneprøvene har en lengde på ca. 20 cm. (B) Seneprøven transekteres på midten. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Teknikker for reparasjon av fleksorsener. Kirchmayr-Kessler tostrengs reparasjon (venstre). Adelaide firestrengs reparasjon (andre fra venstre). M-Tang sekstråds reparasjon (andre fra høyre). Kirchmayr-Kessler tostrengsreparasjon med en epitendinøs løpemadrasssutur (høyre). Figuren er vedtatt fra 6 og gjengitt med tillatelse. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Montering av flexorsenereparasjonen på testsystemet for servohydrauliske materialer . (A) Den reparerte senen er montert på den universelle servohydrauliske testmaskinen. For denne eksperimentlinjen brukes en 100 N-modul. (B) Prøven (reparert sene) monteres på testmaskinen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Montert flexor sene reparasjon (detalj). (A,B) Detalj av den monterte reparerte senen fra to sider. Dette tallet er vedtatt fra 5 og gjengitt med tillatelse. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 5: Sammenligning mellom polypropylen og polytetrafluoretylen (PTFE) med Kirchmayr-Kessler-teknikken. (A) Den lineære strekkfastheten til polypropylen og PTFE ved bruk av Kirchmayr-Kessler-teknikken. Det var ingen forskjell mellom de to materialene når det gjaldt lineær strekkfasthet, selv om PTFE var noe svakere på grunn av glidning5. Forkortelse: PTFE = Polytetrafluoretylen. Feilfelt angir standardavvik. N = 10 for alle eksperimenter. (B) Den lineære strekkfastheten til polypropylen og PTFE, når en epitendinøs løpende sutur ble brukt, var glidning mindre av et problem for polypropylenreparasjonene, men reparasjonen brøt sammen ved ca. 50 N. Tvert imot mislyktes reparasjoner med PTFE på rundt 70 N på grunn av glidning. ** = p < 0,001 (enveis ANOVA med Bonferroni-korreksjon)5 . Feilfelt angir standardavvik. N = 10 for alle eksperimenter. Dette tallet er vedtatt fra 5 og gjengitt med tillatelse. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 6: Sammenligning mellom PPL, PTFE og UHMWPE med Adelaide- og M-Tang-teknikkene. Med kombinasjonen av en sterkere reparasjon (firestrenget Adelaide eller seksstrenget M-Tang) og et sterkere suturmateriale (polytetrafluoretylen eller UHMWPE), kunne en lineær spenningsstyrke på 75 N eller mer oppnås. Ingen signifikant fordel med firestrengsteknikken versus seksstrengsteknikken ble observert. ** = p < 0,001 (enveis ANOVA med Bonferroni-korreksjon)6. Feilfelt angir standardavvik. N = 10 for alle eksperimenter. Dette tallet er vedtatt fra 6 og gjengitt med tillatelse. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
| PPL | UHMWPE | PTFE | p-verdi | |
| M-Tang 6-tråds | 52,14 ± 14,21 N | 89,25 ± 8,68 N | 80,97 ± 30,94 N | PPL-UHMWPE <0,001**, PPL-PTFE 0,0079 **,UHMWPE-PTFE >0,99 |
| Adelaide 4-tråds | 39,69 ± 6,57 N | 70,96 ±21,18 N | 72,79 ± 27,91 N | PPL-UHMWPE 0,0036**, PPL-PTFE 0,0019 **, UHMWPE-PTFE >0,99 |
| p-verdi | 0.53 | 0.15 | >0,99 | |
| samlede data Adelaide +M-Tang | 45,92 ± 12,53 N | 80.11 ± 18.34 N | 76,16 ± 29,10 N | PPL-UHMWPE <0.001**, PPL-PTFE <0.001**, UHMWPE-PTFE >0.99 |
| Lineær strekkfasthet av ensom streng | 16,37 ± 0,21 N | 72,16 ± 4,34 N | 22.22 ± 0,69 N | Alle sammenligninger <0,001** |
Tabell 1: Oppsummering av resultater fra fleksorsenereparasjoner. Reparasjoner med PTFE viste en topp strekkfasthet som kan sammenlignes med UHMWPE. Begge reparasjonene var betydelig sterkere enn de med PPL. Forkortelser: PTFE = polytetrafluoretylen, UHMWPE = polyetylen med ultrahøy molekylvekt. Tabellen er vedtatt fra 6 og gjengitt med tillatelse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I denne forsøkslinjen ble en PTFE-streng evaluert som suturmateriale for reparasjon av fleksorsener. Protokollen gjengir forhold som er som in vivo-situasjonen i alle unntatt to aspekter. For det første er belastningene som påføres in vivo repeterende, så en syklisk gjentatt type belastning kan være bedre egnet. For det andre, i løpet av de første 6 ukene postoperativt, går det betydelige skiftet fra biomekanikk mot biologi etter hvert som senehelingen utvikler seg, noe som er en prosess som ikke kan behandles tilstrekkelig under ex vivo-forhold .
PTFE-materialet som ble brukt i denne protokollen viste en rekke fordelaktige egenskaper, inkludert god biokompatibilitet, lav overflatefriksjon, fleksibilitet, samt utmerket lineær strekkfasthet. Knuter har imidlertid en tendens til å bli for klumpete, siden PTFE trenger noen ekstra kast for at knutene skal være stabile. Dette er et avgjørende punkt i flexor sene reparasjon siden store knuter forstyrre gliding og helbredelse. Bortsett fra det kan håndteringen være utfordrende siden overflaten av suturen er veldig glatt. Derfor kvier forfatterne seg fortsatt for å bruke det i den kliniske hverdagen.
Denne protokollen gjennomgikk en utvikling siden forfatterne led noen tilbakeslag. Først skulle seneprøvene som ble høstet fra menneskelige brukes to ganger (dvs. utføre to reparasjoner på forskjellige nivåer av samme bøyesene. For en stabil montering på den servohydrauliske måleenheten var det imidlertid nødvendig med hele senens lengde. For det andre viste de første sammenligningene som ble utført med en enkelt Kirchmayr-Kessler-kjernereparasjon seg å være uegnet for PTFE-materialet, og endte i tidlig glidning av strengen gjennom fibrene i senen. Som et første tiltak ble en epitendinøs løpemadrasssutur lagt til kjernereparasjonen. Den epitendinøse løpsuturen er kjent for å styrke reparasjonen med ca. 40%10. Til slutt ble det bestemt at for tilstrekkelig griping og slynging av senefibrene, måtte sterkere reparasjoner utføres12,15.
Adelaide-reparasjonen i midten (cross lock firetrådsteknikk) ble først populær blant håndkirurger i Australia. Det er en veldig sterk reparasjon, noe som muliggjør tidlig rehabilitering av hånden etter bøyeseneskader25. En annen populær type flerstrengsreparasjon er M-Tang seksstrengsteknikk introdusert av Jin Bo Tang26. Disse teknikkene viste seg å være mer egnet ved bruk av PTFE for senereparasjon. PTFE har en fremtid i senereparasjon hvis bekymringer om knutestabilitet løses. En slags termisk sveising kan erstatte flere store knuter i fremtiden.
Det oppstod også en mindre vanskelighet med hensyn til rekkevidden av lineære strekkfasthetsmålinger. De modulære elementene som brukes med servohydrauliske lineære måleenheter er rutinemessig i området enten 10-100 N eller 100-1000 N og så videre. Målingene måtte gjentas av og til med sterkere reparasjoner som tålte lineær trekkraft på 100 N uten brudd.
For å forstå begrunnelsen for protokollen og begrensningen av ex vivo eksperimenter, er det viktig å forstå biologien bak flexor sene reparasjon. Elsfeld et al.8 viste i intraoperative målinger at isolert umotstått fleksjon av en bøyesene kan produsere toppkrefter på opptil 74 N8. Amadio et al. postulerte at etter en skade skulle sammenvoksninger og hevelse føre til enda høyere glidemotstand9. En standard tostrenget Kirchmayr-Kessler-reparasjon med en epitendinøs løpsutur kan holde opp mellom 30-50 N5. Nyere materialer i kombinasjon med sterkere reparasjonsteknikker kan holde opp mot lineære krefter på mer enn 100 N 4,6.
Tang et al.15 identifiserte fire viktige punkter for forbedret flexor sene reparasjon. For det første bør en sterk flerstrenget reparasjonsteknikk brukes. For det andre bør det skapes tilstrekkelig rom for spenningsfri gliding ved utlufting av remskiven og ved debridement av flexor digitorum superficialis når det er nødvendig. For det tredje bør det være en liten overtilnærming av senestubbene på stubbestedet slik at det ikke oppstår hull under rehabiliteringsøvelser. Til slutt, som et fjerde punkt, foreslås det at tidlig aktiv bevegelsestrening bør gjøres under kontroll av en håndterapeut15.
PTFE er ikke et nytt materiale i vevsreparasjon. I kardiovaskulær kirurgi blir PTFE-suturer mye brukt og PTFE-barrierer mot adhesjoner er allment akseptert27. Nylig ble noen kirurgiske applikasjoner introdusert i nevrokirurgi28. Men i håndkirurgi har PTFE ikke blitt mye brukt så langt, selv om det viser flere potensielle fordeler16. Dette materialet er ikke stivt og lett å håndtere, det er motstandsdyktig mot forvrengning etter knyting (ikke et bruddpunkt) og er ikke egnet til endringer i lengde under spenning (mindre gapping)29. På grunn av en god biokompatibilitet30, driver den ikke vevsbetennelse31,32. Til slutt, som en ikke-flettet sutur, minimeres risikoen for infeksjon.
Imidlertid har den eksperimentelle matrisen som utføres noen ulemper. Først ble det utført en enestående måling av de reparerte senene, mens in vivo blir senene utsatt for en repeterende type belastningsmønster. For det andre mangler eksperimentene, som er ex vivo , hensyn til biologi33 og hvordan en reparert sene endrer seg biologisk i løpet av de første seks ukene, som er kritiske. Amadio et al.9 har utførlig kommentert biologiens betydning for robust senereparasjon. Til slutt ble det ikke foretatt noen prøveberegning på forhånd. Tidligere studier, samt foreløpige eksperimenter fra forfatterne, ga orientering for de utførte forsøkene. Det er viktig å merke seg at en meningsfull biofysisk forskjell på minst 10 N må antas, ellers vil forskjellen, selv når den er statistisk signifikant, ikke påvirke styrken på flexorsenreparasjonen. Innsikten fra disse eksperimentene var så bemerkelsesverdig at de hadde innvirkning på hvordan forfatterne utførte senereparasjoner etterpå.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne erklærer at de ikke har noen interessekonflikt. Det finnes ingen finansieringskilde.
Acknowledgments
Studien ble gjennomført med midler fra Sana Hospital Hof. Videre vil forfatterne takke fru Hafenrichter (Serag Wiessner, Naila) for hennes utrettelige hjelp med eksperimentene.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Chirobloc | AMT AROMANDO Medizintechnik GmbH | CBM | Hand Fixation |
| Cutfix Disposable scalpel | B. Braun Medical Inc, Germany | 5518040 | Safety one use blade |
| Coarse paper/ Aluminium Oxide Rhynalox | Indasa | 440008 | abrasive with a grit size of ISO P60 |
| Fiberloop 4-0 | Arthrex GmbH | AR-7229-20 | Ultra-high molecular weight polyethylene with a braided jacket of polyester 4-0 |
| G20 cannula Sterican | B Braun | 4657519 | 100 Pcs package |
| Isotonic Saline 0.9% Bottlepack 500 mL | Serag Wiessner GmbH | 002476 | Saline 500 mL |
| KAP-S Force Transducer | A.S.T. – Angewandte System Technik GmbH | AK8002 | Load cell |
| Metzenbaum Scissors (one way, 14 cm) | Hartmann | 9910846 | |
| Screw grips, Type 8133, Fmax 1 kN | ZwickRoell GmbH & Co. KG, | 316264 | |
| Seralene 3-0 | Serag Wiessner GmbH | LO203413 | Polypropylene Strand 3-0 |
| Seralene 4-0 | Serag Wiessner GmbH | LO151713 | Polypropylene Strand 4--0 |
| Seralene 5-0 | Serag Wiessner GmbH | LO103413 | Polypropylene Strand 5-0 |
| Seramon 3-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO201714 | Polytetrafluoroethylene 3-0 |
| Seramon 4-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO151714 | Polytetrafluoroethylene 4-0 |
| Seramon 5-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO103414 | Polytetrafluoroethylene 5-0 |
| testXpert III testing software (Components following) | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | See following points for components | testing software |
| Results Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035615 | |
| Layout Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035617 | |
| Report Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035620 | |
| Export Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035618 | |
| Organization Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035614 | |
| Virtual testing machine VTM | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035522 | |
| Language swapping | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035622 | |
| Upload/download | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035957 | |
| Traceability | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035624 | |
| Extended control mode | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035959 | |
| Video Capturing | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035575 | |
| Plus testControl II | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1033655 | |
| Temperature control | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035623 | |
| HBM connection | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035532 | |
| National Instruments connection | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035524 | |
| Video Capturing multiCamera I | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035574 | |
| Video Capturing multiCamera II | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1033653 | |
| Measuring system related measuring uncertainty to CWA 15261-2 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1053260 | |
| Zwick Z050 TN servohydraulic materials testing system | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 58993 | servohydraulic materials testing system |
References
- Hage, J. J. History off-hand: Bunnell's no-man's land. Hand. 14 (4), 570-574 (2019).
- Verdan, C. E.
- Kessler, I., Nissim, F. Primary repair without immobilization of flexor tendon division within the digital sheath. An experimental and clinical study. Acta Orthopaedica Scandinavia. 40 (5), 587-601 (1969).
- Waitayawinyu, T., Martineau, P. A., Luria, S., Hanel, D. P., Trumble, T. E. Comparative biomechanic study of flexor tendon repair using FiberWire. The Journal of Hand Surgery. 33 (5), 701-708 (2008).
- Polykandriotis, E., et al. Flexor tendon repair with a polytetrafluoroethylene (PTFE) suture material. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 139 (3), 429-434 (2019).
- Polykandriotis, E., et al. Polytetrafluoroethylene (PTFE) suture vs fiberwire and polypropylene in flexor tendon repair. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 141 (9), 1609-1614 (2021).
- Polykandriotis, E., et al. Individualized wound closure-mechanical properties of suture materials. Journal of Personalized Medicine. 12 (7), 1041 (2022).
- Edsfeldt, S., Rempel, D., Kursa, K., Diao, E., Lattanza, L. In vivo flexor tendon forces generated during different rehabilitation exercises. Journal of Hand Surgery. 40 (7), 705-710 (2015).
- Amadio, P. C. Friction of the gliding surface. Implications for tendon surgery and rehabilitation. Journal of Hand Therapy. 18 (2), 112-119 (2005).
- Wieskotter, B., Herbort, M., Langer, M., Raschke, M. J., Wahnert, D. The impact of different peripheral suture techniques on the biomechanical stability in flexor tendon repair. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 138 (1), 139-145 (2018).
- Savage, R., Tang, J. B. History and nomenclature of multistrand repairs in digital flexor tendons. Journal of Hand Surgery. 41 (2), 291-293 (2016).
- Lawrence, T. M., Davis, T. R. A biomechanical analysis of suture materials and their influence on a four-strand flexor tendon repair. Journal of Hand Surgery. 30 (4), 836-841 (2005).
- Lawrence, T. M., Davis, T. R. Locking loops for flexor tendon repair. Annals of the Royal College of Surgeons of England. 87 (5), 385-386 (2005).
- Kannas, S., Jeardeau, T. A., Bishop, A. T. Rehabilitation following zone II flexor tendon repairs. Techniques in Hand and Upper Extremity Surgery. 19 (1), 2-10 (2015).
- Tang, J. B. New developments are improving flexor tendon repair. Plastic and Reconstructive Surgery. 141 (6), 1427-1437 (2018).
- Dang, M. C., et al. Some biomechanical considerations of polytetrafluoroethylene sutures. Archives of Surgery. 125 (5), 647-650 (1990).
- Abellan, D., Nart, J., Pascual, A., Cohen, R. E., Sanz-Moliner, J. D. Physical and mechanical evaluation of five suture materials on three knot configurations: an in vitro study. Polymers. 8 (4), 147 (2016).
- Silva, J. M., Zhao, C., An, K. N., Zobitz, M. E., Amadio, P. C. Gliding resistance and strength of composite sutures in human flexor digitorum profundus tendon repair: an in vitro biomechanical study. Journal of Hand Surgery. 34 (1), 87-92 (2009).
- Chauhan, A., Palmer, B. A., Merrell, G. A. Flexor tendon repairs: techniques, eponyms, and evidence. Journal of Hand Surgery. 39 (9), 1846-1853 (2014).
- Tolerton, S. K., Lawson, R. D., Tonkin, M. A. Management of flexor tendon injuries - Part 2: current practice in Australia and guidelines for training young surgeons. Hand Surgery. 19 (2), 305-310 (2014).
- Tang, J. B., et al. Strong digital flexor tendon repair, extension-flexion test, and early active flexion: experience in 300 tendons. Hand Clinics. 33 (3), 455-463 (2017).
- Gray, H. Grays Anatomy. , Arcturus Publishing. (2013).
- McGregor, A. D. Fundamental Techniques of Plastic Surgery. 10th editon. , Churchill Livingstone. (2000).
- Tsuge, K., Yoshikazu, I., Matsuishi, Y. Repair of flexor tendons by intratendinous tendon suture. Journal of Hand Surgery. 2 (6), 436-440 (1977).
- Croog, A., Goldstein, R., Nasser, P., Lee, S. K. Comparative biomechanic performances of locked cruciate four-strand flexor tendon repairs in an ex vivo porcine model. Journal of Hand Surgery. 32 (2), 225-232 (2007).
- Tang, J. B. Indications, methods, postoperative motion and outcome evaluation of primary flexor tendon repairs in Zone 2. Journal of Hand Surgery. 32 (2), 118-129 (2007).
- Head, W. T., et al. Adhesion barriers in cardiac surgery: A systematic review of efficacy. Journal of Cardiac Surgery. 37 (1), 176-185 (2022).
- Pressman, E., et al. Teflon or Ivalon: a scoping review of implants used in microvascular decompression for trigeminal neuralgia. Neurosurgery Reviews. 43 (1), 79-86 (2020).
- Pillukat, T., van Schoonhoven, J. Nahttechniken und Nahtmaterial in der Beugesehnenchirurgie. Trauma und Berufskrankheit. 18 (3), 264-269 (2016).
- Dudenhoffer, D. W., et al. In vivo biocompatibility of a novel expanded polytetrafluoroethylene suture for annuloplasty. The Thoracic and Cardiovascular Surgeon. 68 (7), 575-583 (2018).
- Dy, C. J., Daluiski, A. Update on zone II flexor tendon injuries. Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 22 (12), 791-799 (2014).
- Killian, M. L., Cavinatto, L., Galatz, L. M., Thomopoulos, S. The role of mechanobiology in tendon healing. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 21 (2), 228-237 (2012).
- Muller-Seubert, W., et al. Retrospective analysis of free temporoparietal fascial flap for defect reconstruction of the hand and the distal upper extremity. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 141 (1), 165-171 (2021).
