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.
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.
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.
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 ik…
The authors have nothing to disclose.
Studien ble gjennomført med midler fra Sana Hospital Hof. Videre vil forfatterne takke fru Hafenrichter (Serag Wiessner, Naila) for hennes utrettelige hjelp med eksperimentene.
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 |