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의학

聚四氟乙烯（PTFE）作为肌腱手术中的缝合材料

Published: October 06, 2022
doi:
10.3791/64115
, , , , , , ,
1Department of Plastic and Hand Surgery,University of Erlangen Medical Center, 2Department of Plastic, Hand, and Microsurgery,Sana Hospital Hof, 3Department of Materials Science and Engineering,Friedrich-Alexander-University, Erlangen-Nürnberg, 4Department of Plastic Surgery,Bayreuth Municipal Hospital, 5Institute of Anatomy, Chair II,Friedrich Alexander University Erlangen-Nuremberg

Summary

本协议说明了一种评估离 体肌腱修复的生物物理特性的方法。通过该方法对聚四氟乙烯（PTFE）缝合材料进行了评估，并在不同条件下与其他材料进行了比较。

Abstract

随着缝合材料的发展，初级和次级肌腱修复的范式发生了变化。改进的机械性能允许更积极的康复和更早的恢复。然而，为了使修复能够满足更高的机械要求，必须结合这些材料评估更先进的缝合和打结技术。在该协议中，研究了使用聚四氟乙烯（PTFE）作为缝合材料并结合不同的修复技术。在协议的第一部分中，评估了用于屈肌腱修复的三种不同材料的线张力强度和打结与未打结股的伸长率。这三种不同的材料是聚丙烯（PPL），超高分子量聚乙烯与聚酯编织护套（UHMWPE）和聚四氟乙烯（PTFE）。在下一部分（尸体屈肌腱的离体 实验）中，评估了使用不同缝合技术的PTFE的行为，并与PPL和UHMWPE进行了比较。

该实验包括四个步骤：从新鲜的尸体手上收获屈肌腱，以标准化方式横断肌腱，通过四种不同的技术进行肌腱修复，在标准线性测功机上安装和测量肌腱修复。UHMWPE和PTFE表现出相当的力学性能，在线性牵引强度方面明显优于PPL。事实证明，使用四股和六股技术进行修复比两股技术更强大。由于表面摩擦非常低，PTFE的处理和打结是一个挑战，但四股或六股修复的紧固相对容易实现。外科医生在心血管外科和乳房手术中经常使用PTFE缝合材料。PTFE股适用于肌腱手术，提供强大的肌腱修复，以便可以应用早期的主动运动方案进行康复。

Introduction

半个多世纪以来，手屈肌腱损伤的治疗一直是一个有争议的问题。直到 1960 年代，中指骨和近端手掌之间的解剖区域被命名为“无人区”，以表示在该区域进行原发性肌腱重建的尝试是徒劳的，结果非常差1.然而，在 1960 年代，通过引入新的康复概念重新审视了初级肌腱修复问题2.在1970年代，随着神经科学的进步，可以开发早期康复的新概念，包括动态夹板3，但此后只能实现微小的改善。最近，引入了整体稳定性显著提高的新材料4，5，因此缝合线材料失效以外的技术问题成为焦点，包括奶酪布线和拉拔6。

直到最近，聚丙烯（PPL）和聚酯还广泛用于屈肌腱修复。直径为 0.150-0.199 mm 的 4-0 USP（美国药典）聚丙烯链的线性拉伸强度小于 20 牛顿 （N）6，7，而手的屈肌腱可以在体内产生高达 75 N8 的线性力。创伤和手术后，由于水肿和粘连，组织的抵抗力增加更多9。经典的肌腱修复技术包括双股配置，必须通过额外的上腱运行缝合线3，10进行加固。具有更高线强度的新型共混聚合物材料带来了技术发展4;具有长链超高分子量聚乙烯（UHMWPE）芯的单条共混物链与与PPL直径相同的聚酯编织护套相结合，可以承受高达60 N的线性力。然而，挤出技术可以制造具有可比机械性能的单丝聚合物链6。

修复技术在过去十年中也得到了发展。两股肌腱修复技术已经让位于更复杂的四股或六股配置11，12。通过使用环形缝合线13，可以减少结的数量。通过将新材料与新技术相结合，可以实现超过100 N的初始线强度4。

在任何情况下都应提倡个体化康复方案，同时考虑到患者的特殊属性和肌腱修复技术。例如，无法长时间遵循复杂指示的儿童和成人应延迟动员。较弱的修复应仅通过被动运动动员14，15。否则，早期的主动运动方案应该是黄金标准。

该方法的总体目标是评估用于屈肌腱修复的新型缝合材料。为了赞扬该方案的基本原理，该技术是文献4，10，12，16中先前验证的方案的演变，作为在类似于临床常规的条件下评估缝合材料的手段。使用现代伺服液压材料测试系统，可以设置类似于体内应力的300 mm / min的牵引速度，与使用25-180 mm / min4，10的早期协议相反，考虑到软件和测量设备的局限性。该方法适用于屈肌腱修复的离体研究，在更广泛的意义上适用于缝合材料应用的评价。在材料科学中，此类实验通常用于评估聚合物和其他类别的材料17。

研究阶段：研究分两个阶段进行;每个步骤都分为两个或三个后续步骤。在第一阶段，比较聚丙烯（PPL）链和聚四氟乙烯（PTFE）链。3-0 USP和5-0 USP链均用于模拟真实的临床状况。首先研究了材料本身的机械性能，尽管是医疗设备，但这些材料已经过广泛的测试。对于这些测量，测量N = 20股的线性拉伸强度。还研究了打结的股线，因为打结会改变线性拉伸强度并产生潜在的断裂点。第一阶段的主要部分是测试两种不同材料在临床条件下的性能。此外，还进行了3-0的核心修复（两股基希迈尔-凯斯勒与Zechner和Pennington的修改）并测试了线性强度。对于调查的额外侧翼，在修复中增加了一条 5-0 的上肢跑步缝合线，以增加强度18，19。

在随后的阶段，对三种缝合材料进行了比较，包括PPL，UHMWPE和PTFE。对于所有比较，使用USP 4-0股，对应于直径为0.18 mm。有关所用材料的完整列表，请参阅 材料表。在最后一步中，如前所述进行了阿德莱德20 或M-Tang21 核心维修。

Protocol

本文不包含任何作者对人类参与者或动物进行的任何研究。人体材料的使用完全符合埃尔朗根大学解剖学研究所关于使用尸体和可识别身体部位的大学政策。 1.收获屈肌腱 收获深部指屈肌将新鲜的尸体上肢放在解剖台上，腹掌侧面向外科医生。使用标准手固定装置将指骨保持在伸展中。 注意死者的年龄和性别。 使用15号手术刀，在?…

Representative Results

肌腱修复：当单独使用两股基希迈尔-凯斯勒技术时，滑移率很高，修复达到大约 30 N 的线性强度（图 2 和图 5A）5。在体内，深指屈肌的肌腱可以产生高达75 N8的线性牵引力。在创伤后条件下，由于摩擦、肿胀和粘连，该值可能更高9. 当双股Kirchm…

Discussion

在一系列实验中，PTFE链被评估为屈肌腱修复的缝合材料。该协议再现了除两个方面外的所有方面都类似于 体内 情况的条件。首先， 体内 施加的负荷是重复的，因此循环重复的负荷类型可能更合适。其次，在术后前6周，随着肌腱愈合的进展，从生物力学向生物学的重大转变，这是一个在 离体 条件下无法充分解决的过程。

该方案中使用的PTFE材料显示出?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

该研究由Sana医院Hof提供资金。此外，作者要感谢Hafenrichter女士（Serag Wiessner，Naila）对实验的不懈帮助。

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
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Polykandriotis, E., Himmler, M., Mansouri, S., Ruppe, F., Grüner, J., Bräeuer, L., Schubert, D. W., Horch, R. E. Polytetrafluoroethylene (PTFE) as a Suture Material in Tendon Surgery. J. Vis. Exp. (188), e64115, doi:10.3791/64115 (2022).
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