بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE) كمادة خياطة في جراحة الأوتار
Summary
يوضح هذا البروتوكول طريقة لتقييم الخصائص الفيزيائية الحيوية لإصلاح الأوتار خارج الجسم الحي. تم تقييم مادة خياطة بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE) بهذه الطريقة ومقارنتها بالمواد الأخرى في ظل ظروف مختلفة.
Abstract
مع تطور مواد الخياطة ، كان هناك تغيير في النماذج في إصلاح الأوتار الأولية والثانوية. تسمح الخواص الميكانيكية المحسنة بإعادة تأهيل أكثر عدوانية والتعافي المبكر. ومع ذلك ، لكي يصمد الإصلاح ضد المتطلبات الميكانيكية الأعلى ، يجب تقييم تقنيات الخياطة والعقد الأكثر تقدما مع تلك المواد. في هذا البروتوكول ، تم التحقيق في استخدام polytetrafluoroethylene (PTFE) كمادة خياطة مع تقنيات إصلاح مختلفة. في الجزء الأول من البروتوكول ، تم تقييم كل من مقاومة الشد الخطي واستطالة العقد مقابل خيوط غير معقودة من ثلاث مواد مختلفة تستخدم في إصلاح وتر الثني. المواد الثلاث المختلفة هي البولي بروبلين (PPL) ، والبولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي مع سترة مضفرة من البوليستر (UHMWPE) ، وبولي تترافلورو إيثيلين (PTFE). في الجزء التالي (تجارب خارج الجسم الحي مع الأوتار المثنية الجثة) ، تم تقييم سلوك PTFE باستخدام تقنيات خياطة مختلفة ومقارنتها مع PPL و UHMWPE.
تتكون هذه التجربة من أربع خطوات: حصاد الأوتار المثنية من أيدي الجثة الجديدة ، وقطع الأوتار بطريقة موحدة ، وإصلاح الأوتار بأربع تقنيات مختلفة ، والتركيب ، وقياس إصلاحات الأوتار على مقياس ديناميكي خطي قياسي. أظهر UHMWPE و PTFE خصائص ميكانيكية مماثلة وكانت متفوقة بشكل كبير على PPL من حيث قوة الجر الخطية. أثبتت الإصلاحات بتقنيات أربعة وستة خيوط أنها أقوى من تقنيات الخيطين. تمثل معالجة وعقد PTFE تحديا بسبب الاحتكاك السطحي المنخفض للغاية ولكن من السهل نسبيا تثبيت الإصلاح المكون من أربعة أو ستة خيوط. يستخدم الجراحون بشكل روتيني مواد خياطة PTFE في جراحة القلب والأوعية الدموية وجراحة الثدي. خيوط PTFE مناسبة للاستخدام في جراحة الأوتار ، مما يوفر إصلاحا قويا للأوتار بحيث يمكن تطبيق أنظمة الحركة النشطة المبكرة لإعادة التأهيل.
Introduction
كان علاج إصابات الأوتار المثنية لليد قضية مثيرة للجدل لأكثر من نصف قرن. حتى ستينيات القرن العشرين ، كانت المنطقة التشريحية بين الكتائب الوسطى والنخيل القريب تسمى “الأرض الحرام” ، للتعبير عن أن محاولات إعادة بناء الأوتار الأولية في هذه المنطقة كانت غير مجدية ، مما أدى إلى نتائج سيئة للغاية1. ومع ذلك ، في ستينيات القرن العشرين ، تم إعادة النظر في مسألة إصلاح الأوتار الأولية من خلال إدخال مفاهيم جديدة لإعادة التأهيل2. في سبعينيات القرن العشرين ، مع التقدم في علوم الأعصاب ، يمكن تطوير مفاهيم جديدة لإعادة التأهيل المبكر ، بما في ذلك الجبائر الديناميكية3 ، ولكن بعد ذلك يمكن تحقيق تحسينات هامشية فقط. في الآونة الأخيرة ، تم إدخال مواد جديدة مع استقرار متكامل محسن بشكل كبير 4,5 بحيث تم التركيز على المشكلات الفنية بخلاف فشل مواد الخياطة ، بما في ذلك أسلاك الجبن والانسحاب6.
حتى وقت قريب ، تم استخدام مادة البولي بروبيلين (PPL) والبوليستر على نطاق واسع في إصلاحات الأوتار المثنية. يظهر شريط 4-0 USP (دستور الأدوية الأمريكي) من مادة البولي بروبيلين المقابلة لقطر 0.150-0.199 مم قوة شد خطية أقل من 20 نيوتن (N) 6,7 ، في حين أن الأوتار المثنية لليد يمكن أن تتطور في قوى خطية حية تصل إلى 75 N8. بعد الصدمة والجراحة ، بسبب الوذمة والالتصاقات ، تتقدم مقاومة الأنسجة أكثر9. تضمنت التقنيات الكلاسيكية لإصلاح الأوتار تكوينات ثنائية الخيوط التي كان لا بد من تعزيزها بخيوط جري إضافية 3,10. أحدث مواد بولي بليند بوليمر ذات قوة خطية أعلى بكثير قد أحدثت تطورات تقنية4 ؛ يمكن لخيط بولي بليند واحد مع قلب من البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي عالي السلسلة (UHMWPE) بالاشتراك مع سترة مضفرة من البوليستر بنفس قطر PPL أن يتحمل قوى خطية تصل إلى 60 نيوتن. ومع ذلك ، يمكن لتقنيات البثق تصنيع خيوط بوليمر أحادية الشعيرات تظهر خصائص ميكانيكية مماثلة6.
تطورت تقنيات الإصلاح أيضا في العقد الماضي. لقد أفسحت تقنيات إصلاح الأوتار ثنائية الخيوط الطريق لتكوينات أكثر تفصيلا من أربعة أو ستة خيوط11,12. باستخدام خياطة حلقية13 ، يمكن تقليل عدد العقد. من خلال الجمع بين المواد الأحدث والتقنيات الأحدث ، يمكن تحقيق قوة خطية أولية تزيد عن 100 نيوتن4.
يجب الدعوة إلى نظام إعادة تأهيل فردي في أي حال ، مع مراعاة سمات المريض الخاصة وتقنيات إصلاح الأوتار. على سبيل المثال ، يجب إخضاع الأطفال والبالغين غير القادرين على اتباع التعليمات المعقدة لفترة طويلة لتأخر التعبئة. يجب تعبئة الإصلاحات الأقل قوة عن طريق الحركة السلبية وحدها14,15. خلاف ذلك ، يجب أن تكون أنظمة الحركة النشطة المبكرة هي المعيار الذهبي.
الهدف العام من هذه الطريقة هو تقييم مادة خياطة جديدة لإصلاح وتر المثنية. للثناء على الأساس المنطقي للبروتوكول ، فإن هذه التقنية هي تطور للبروتوكولات التي تم التحقق من صحتها سابقا والموجودة في الأدبيات4،10،12،16 كوسيلة لتقييم مواد الخياطة في ظل ظروف تشبه الروتين السريري. باستخدام نظام اختبار المواد المؤازرة الهيدروليكية الحديث ، يمكن ضبط سرعة جر تبلغ 300 مم / دقيقة تشبه الإجهاد في الجسم الحي ، على عكس البروتوكولات السابقة التي تستخدم 25-180 مم / دقيقة 4,10 ، مع مراعاة القيود في البرامج ومعدات القياس. هذه الطريقة مناسبة للدراسات خارج الجسم الحي على إصلاح الأوتار المثنية ، وبمعنى أوسع لتقييم تطبيق مواد خياطة. في علوم المواد ، تستخدم هذه التجارب بشكل روتيني لتقييم البوليمرات وفئات أخرى من المواد17.
مراحل الدراسة: أجريت الدراسات على مرحلتين. تم تقسيم كل منها إلى خطوتين أو ثلاث خطوات لاحقة. في المرحلة الأولى ، تمت مقارنة حبلا البولي بروبلين (PPL) وشريط بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE). تم استخدام كل من خيوط USP 3-0 و 5-0 USP لتقليد الظروف السريرية الحقيقية. تم التحقيق في الخواص الميكانيكية للمواد نفسها لأول مرة ، على الرغم من كونها أجهزة طبية ، فقد تم اختبار هذه المواد على نطاق واسع بالفعل. لهذه القياسات ، تم قياس N = 20 حبلا لمقاومة الشد الخطية. كما تم التحقيق في الخيوط المعقدة لأن العقد يغير قوة الشد الخطي وينتج نقطة انهيار محتملة. كان الجزء الرئيسي من المرحلة الأولى يتعلق باختبار أداء المادتين المختلفتين في ظل الظروف السريرية. بالإضافة إلى ذلك ، تم إجراء 3-0 إصلاحات أساسية (Kirchmayr-Kessler ثنائية الشريط مع تعديلات Zechner و Pennington) واختبارها للقوة الخطية. للحصول على جناح إضافي للتحقيق ، تمت إضافة خياطة جري 5-0 إلى الإصلاح للحصول على قوة إضافية18,19.
في مرحلة لاحقة ، تم إجراء مقارنة بين ثلاث مواد خياطة ، بما في ذلك PPL و UHMWPE و PTFE. لجميع المقارنات ، تم استخدام حبلا USP 4-0 ، يتوافق مع قطر 0.18 ملم. للحصول على قائمة كاملة بالمواد المستخدمة ، راجع جدول المواد. بالنسبة للخطوة الأخيرة ، تم إجراء إصلاح أساسي Adelaide20 أو M-Tang21 كما هو موضح سابقا.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذا الخط من التجارب ، تم تقييم حبلا PTFE كمواد خياطة لإصلاح وتر المثني. يستنسخ البروتوكول الظروف التي تشبه الوضع في الجسم الحي في جميع الجوانب باستثناء جانبين. أولا ، الأحمال المطبقة في الجسم الحي متكررة ، لذلك قد يكون نوع التحميل المتكرر دوريا أكثر ملاءمة. ثانيا ، على مدى الأساب…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
أجريت الدراسة بتمويل من مستشفى سانا هوف. علاوة على ذلك ، يود المؤلفون أن يشكروا السيدة هافنريشتر (سراج ويسنر ، نيلا) على مساعدتها الدؤوبة في التجارب.
Materials
| 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. Primary repair of flexor tendons. Journal of Bone and Joint Surgery. 42 (4), 647-657 (1960).
- 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. , (2013).
- McGregor, A. D. . Fundamental Techniques of Plastic Surgery. 10th editon. , (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).
