Summary
Настоящий протокол иллюстрирует метод оценки биофизических свойств восстановления сухожилий ex vivo. С помощью этого метода оценивали шовный материал из политетрафторэтилена (ПТФЭ) и сравнивали с другими материалами в различных условиях.
Abstract
С эволюцией шовных материалов произошло изменение парадигм первичного и вторичного восстановления сухожилий. Улучшенные механические свойства позволяют проводить более агрессивную реабилитацию и более раннее восстановление. Однако для того, чтобы ремонт соответствовал более высоким механическим требованиям, необходимо оценить более совершенные методы наложения швов и завязывания узлов в сочетании с этими материалами. В этом протоколе было исследовано использование политетрафторэтилена (ПТФЭ) в качестве шовного материала в сочетании с различными методами репарации. В первой части протокола оценивались как линейная прочность на растяжение, так и удлинение завязанных по отношению к незавязанным прядям из трех различных материалов, используемых при восстановлении сухожилий сгибателей. Тремя различными материалами являются полипропилен (PPL), сверхвысокомолекулярный полиэтилен с плетеной оболочкой из полиэстера (СВМПЭ) и политетрафторэтилен (ПТФЭ). В следующей части (эксперименты ex vivo с сухожилиями трупных сгибателей) поведение ПТФЭ с использованием различных методов наложения швов оценивалось и сравнивалось с PPL и СВМПЭ.
Этот эксперимент состоит из четырех этапов: забор сухожилий сгибателей из свежих трупных рук, пересечение сухожилий стандартизированным способом, восстановление сухожилий четырьмя различными методами, монтаж и измерение восстановления сухожилий на стандартном линейном динамометре. СВМПЭ и ПТФЭ показали сопоставимые механические свойства и значительно превосходили PPL по линейной тяговой прочности. Ремонт четырех- и шестипрядными методами оказался более сильным, чем двухпрядные. Обработка и завязывание узлов из ПТФЭ являются сложной задачей из-за очень низкого поверхностного трения, но крепление четырех- или шестиручьевого ремонта сравнительно легко осуществимо. Хирурги обычно используют шовный материал из ПТФЭ в сердечно-сосудистой хирургии и хирургии молочной железы. Нити из ПТФЭ подходят для использования в хирургии сухожилий, обеспечивая надежное восстановление сухожилий, что позволяет применять режимы раннего активного движения для реабилитации.
Introduction
Лечение травм сухожилий сгибателей кисти является предметом споров уже более полувека. До 1960-х годов анатомическая область между средней фалангой и проксимальным отделом ладони называлась «ничейной землей», чтобы показать, что попытки первичной реконструкции сухожилий в этой области были тщетными и давали очень плохие результаты1. Однако в 1960-х годах вопрос о первичном восстановлении сухожилий был пересмотрен путем введения новых концепций реабилитации2. В 1970-х годах, благодаря достижениям в области нейробиологии, можно было разработать новые концепции ранней реабилитации, включая динамические шины3, но после этого удалось добиться лишь незначительных улучшений. Недавно были введены новые материалы со значительно улучшенной интегральной стабильностью4,5, так что в центре внимания оказались технические проблемы, отличные от выхода из строя шовных материалов, включая сырную проводку и вытягивание6.
До недавнего времени полипропилен (PPL) и полиэстер широко использовались для восстановления сухожилий сгибателей. Нить полипропилена 4-0 USP (Фармакопея США), соответствующая диаметру 0,150-0,199 мм, демонстрирует линейную прочность на растяжение менее 20 Ньютон (N) 6,7, тогда как сухожилия сгибателей кисти могут развивать in vivo линейные силы до 75 Н8. После травм и операций из-за отеков и спаек сопротивление тканей повышается более9. Классические методики пластики сухожилий включали двухцепочечные конфигурации, которые необходимо было усилить дополнительными эпитендинозными ходовыми швами 3,10. Новые полисмешанные полимерные материалы со значительно более высокой линейной прочностью привели к техническим разработкам4; одна полисмешанная нить с сердцевиной из длинноцепочечного сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) в сочетании с плетеной оболочкой из полиэстера того же диаметра, что и PPL, может выдерживать линейные силы до 60 Н. Однако экструзионные технологии позволяют получать монофиламентные полимерные нити, проявляющие сопоставимые механические свойства6.
Методы ремонта также развивались в последнее десятилетие. Двухцепочечные методы восстановления сухожилий уступили место более сложным четырех- или шестицепочечным конфигурациям11,12. При использовании петлевого шва13 количество узлов может быть уменьшено. Комбинируя новые материалы с новыми технологиями, можно достичь начальной линейной прочности более 100 Н4.
В любом случае следует рекомендовать индивидуальную схему реабилитации с учетом особых особенностей пациента и методов восстановления сухожилий. Например, дети и взрослые, которые не могут следовать сложным инструкциям в течение длительного времени, должны быть подвергнуты отсроченной мобилизации. Менее прочный ремонт должен быть мобилизован только пассивным движением14,15. В противном случае ранние режимы активного движения должны быть золотым стандартом.
Общая цель этого метода - оценить новый шовный материал для восстановления сухожилия сгибателя. Чтобы отдать должное обоснованию протокола, этот метод представляет собой эволюцию ранее проверенных протоколов, найденных в литературе 4,10,12,16 в качестве средства оценки шовных материалов в условиях, напоминающих клиническую рутину. Используя современную сервогидравлическую систему контроля материалов, можно установить скорость тяги 300 мм/мин, напоминающую напряжение in vivo, в отличие от более ранних протоколов, использующих 25-180 мм/мин 4,10, с учетом ограничений в программном обеспечении и измерительном оборудовании. Этот метод подходит для исследований ex vivo по восстановлению сухожилий сгибателей и, в более широком смысле, для оценки применения шовных материалов. В материаловедении такие эксперименты обычно используются для оценки полимеров и других классов материалов17.
Этапы исследования: Исследования проводились в два этапа; Каждый из них был разделен на два или три последующих этапа. На первом этапе сравнивали нить из полипропилена (PPL) и нить из политетрафторэтилена (PTFE). Для имитации реальных клинических условий использовались нити 3-0 USP и 5-0 USP. Механические свойства самих материалов были впервые исследованы, хотя, будучи медицинскими устройствами, эти материалы уже были тщательно протестированы. Для этих измерений N = 20 прядей измеряли линейную прочность на растяжение. Также были исследованы узловатые пряди, поскольку завязывание узлов изменяет линейную прочность на растяжение и создает потенциальную точку разрыва. Основная часть первого этапа была посвящена тестированию характеристик двух разных материалов в клинических условиях. Кроме того, был выполнен и испытан на линейную прочность ремонт активной зоны 3-0 (двухпрядной Кирхмайр-Кесслер с модификациями Цехнера и Пеннингтона). Для дополнительного крыла исследования к ремонту был добавлен эпитендинозный ходовой шов 5-0 для дополнительной прочности18,19.
На последующем этапе было проведено сравнение трех материалов для наложения швов, включая PPL, СВМПЭ и PTFE. Для всех сравнений использовалась прядь USP 4-0, соответствующая диаметру 0,18 мм. Полный список использованных материалов см. в Таблице материалов. На последнем этапе был выполнен ремонт ядра Adelaide20 или M-Tang21 , как описано ранее.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Эта статья не содержит каких-либо исследований с участием людей или животных, выполненных кем-либо из авторов. Использование человеческого материала полностью соответствовало университетской политике в отношении использования трупов и узнаваемых частей тела, Института анатомии Университета Эрлангена.
1. Соберите сухожилия сгибателей
- Заготовка сгибателя пальцев profundus
- Положите свежую трупную верхнюю конечность на рассекающий стол вентрально-ладонной стороной лицом к хирургу. Используйте стандартное устройство фиксации рук, чтобы удерживать фаланги в разгибании.
- Обратите внимание на возраст и пол умершего.
- С помощью скальпеля No 15 сделайте срединный продольный разрез указательным пальцем на ладонной стороне, начиная от дистальной фаланги дистально к шкивуА1 22 над пястно-фаланговым суставом22.
- Разрежьте шкивы А1 иА2 22 в продольном направлении, не повреждая сухожилия сгибателей. Разорвите сгибатель digitorumprofundus 22 на уровне дистального межфалангового сустава с помощью скальпеля.
- Используйте повязку хирургической губки на коленях, чтобы установить сухожилие под вытяжение и извлечь сгибатель пальцев profundus на уровне шкива A1.
- Сделайте поперечный разрез длиной 6 см на складкерассетты 22 с помощью скальпеля No 15.
- Сделайте еще один поперечный разрез на 10 см проксимальнее расцетты.
- Теперь сделайте продольный разрез по средине ладонной стороны предплечья, соединив два вышеупомянутых поперечных разреза.
- Разработайте два противоположных кожных лоскута на уровне фасции предплечья, чтобы обнажить сухожилия сгибателей. Сухожилия сгибателей легко идентифицируются под кожей.
- Опять же, используйте повязку хирургической губки на коленях, чтобы поместить сухожилие сгибателя пальцев под вытяжение и втянуть сухожилие проксимальнее запястья.
- Теперь разорвите сухожилие в мышечно-эндотинозном соединении для максимальной длины сухожилия с помощью скальпеля No 11.
- Поместите образец сухожилия в 500 мл 0,9% физиологического раствора.
- Повторите шаги с 1.1.1 по 1.1.12 для третьего-пятого пальцев.
- Заготовка поверхностного сгибателя пальцев
- Разорвите сухожилие поверхностного сгибателя пальцев указательного пальца проксимальнее запястья в сухожильно-мышечном соединении, где беловатое сухожилие превращается в коричневатую мышечную ткань.
- Теперь используйте ленту хирургической губки на коленях, чтобы втянуть сухожилие на месте шкива А1 указательного пальца.
- Разорвитевинкулы 22 сухожилия на ладони.
- Втяните поверхностный сгибательпальцев 22 дистально к проксимальному межфаланговому суставу.
- Используйте скальпель No 15, чтобы разорвать поверхностный сгибатель пальцев в хиазме, только в проксимальном межфаланговом суставе22.
- Поместите образец сухожилия в 500 мл 0,9% физиологического раствора.
- Повторите шаги с 1.2.1 по 1.2.6 для третьего-пятого пальцев.
- Заготовка длинного сгибателяpollicis 22
- Используйте скальпель No 15, чтобы сделать 9-сантиметровый продольный срединный разрез на ладонной стороне большого пальца от дистальной фаланги до шкива A1.
- Надрежьте продольно шкивы А1 и А2.
- Обнажите сухожилие сгибателя большого пальца и с помощью скальпеля No 15 разорвите сухожилие в месте его введения над основанием дистальной фаланги.
- Используя ленту хирургической губки на коленях, втяните сухожилие на уровне шкива А1.
- В месте операции, расположенном проксимальнее запястья, найдите сухожилие длинного сгибателя в самом радиальном углу сгибательного отделения и втяните его с помощью ленты хирургической губки на коленях.
- Разорвите сухожилие в месте мышечно-сухожильного соединения.
- Поместите образец сухожилия в 500 мл 0,9% физиологического раствора.
2. Пересечение сухожилия (рис. 1)
- Закрепите образец сухожилия на пластине из пенополистирола с помощью штифтов или канюль 18 G.
- Пересеките сухожилие посередине с помощью скальпеля с лезвием No 11.
ПРИМЕЧАНИЕ: Не пересекайте сухожилие дважды, иначе длины будет недостаточно для стабильной установки на сервогидравлическую измерительную машину.
3. Восстановление сухожилий
- Ремонт двухжильного стержня Кирхмайра-Кесслера с модификациями Цехнера и Пеннингтона18,19 (рис. 2)
- Используйте лезвие No 11 и сделайте колющий разрез диаметром 5 мм по средней линии правой части сухожилия, примерно в 1,5 см от культи (т. е. от места разрыва сухожилия).
- Через этот разрез вводят острую круглую иглу шва и выходят сбоку от сухожилия на том же уровне по направлению к хирургу. Этот проход иглы должен быть на поверхностной плоскости.
- Теперь введите иглу у поверхности сухожилия примерно на 3 мм дальше вправо и погрузите в глубокую плоскость.
- Выйдите из культи и введите иглу с точностью до противоположной стороны в левую часть сухожилия.
- Выходят у поверхности сухожилия, на ближайшей к хирургу стороне, примерно в 1,8 см от культи.
- Теперь введите сторону сухожилия на 3 мм по направлению к культе и пройдите по траектории поперек сухожилия. Выйдите на противоположную от хирурга сторону.
- Введите поверхность сухожилия на 3 мм дальше от культи и следуйте по глубокой плоскости, выходящей у левой культи.
- Войдите в правую культю и следуйте по продольной глубокой плоскости до выхода у поверхности сухожилия примерно в 1,8 см от культи.
- Введите иглу на дальней стороне сухожилия, на уровне начального колющего разреза. Выйдите из колотого разреза.
- Завяжите хирургический узел восемью бросками, чередуя направление вручную23.
- Ремонт четырехпрядного сердечника с перекрестным замком в Аделаиде11,19 (рис. 2)
- Введите иглу в левую культю пересеченного сухожилия. Пройдите по траектории сухожилия со стороны хирурга на 1,5 см и выйдите на поверхность сухожилия. Введите иглу на 3 мм влево и сделайте укус на 3 мм, выйдя в сторону хирурга.
- Введите иглу на 3 мм вправо, рядом с точкой выхода первого пути и проследите сухожилием до самой стороны до левой культи. Введите иглу в правую культю по дорожке в самой наружной части сухожилия. Выход примерно в 1,5 см справа от пня.
- Теперь снова введите иглу на 3 мм вправо и возьмитесь за захват, выйдя сбоку от сухожилия.
- Вставьте иглу обратно в правую культю, войдя примерно на 3 мм влево. Выйдите у правого пня и снова введите в левый пень на 1,5 см. Возьмитесь за участок сухожилия размером 3 мм с помощью шва и выйдите около средней линии.
- Снова вставьте иглу на 3 мм ближе к культе и следуйте направлению сухожилия вправо, обязательно выходя из культи.
- Вставьте иглу в правую культю и следуйте волокнам сухожилия примерно на 1,5 см вправо. Выйдите на поверхность.
- Снова введите сухожилие дальше вправо (3 мм) и возьмитесь за него, стремясь в дальнюю сторону. Введите иглу на 3 мм влево и проследите за сухожилием, выходящим у культи. Теперь завяжите хирургический узел восемью бросками, чередуя направление вручную.
- Ремонт шестижильного стержня M-Tang11 (рис. 2)
- Вставьте иглу петли примерно в 1,5 см от правой культи сухожилия и возьмитесь за участок сухожилия размером примерно 3 мм.
- Пропустите иглу через петлю и введите иглу в поверхность сухожилия.
- Пройдите по пути сухожилия и выйдите между культями.
- Снова вставьте иглу в противоположную культю и проследите сухожилие в глубокой плоскости на протяжении 1,8 см. Выход на поверхности сухожилия.
- Теперь введите 3 мм возле культи и следуйте поперечной траекторией к дальней стороне сухожилия и выйдите туда.
- Вставьте иглу, несущую петлю, на 3 мм влево, подальше от пней. Пройдите по пути сухожилия и выйдите между культями. Повторно вводят в противоположную культю и выходят на 1,5 см вправо у поверхности сухожилия.
- Отрежьте одну из двух прядей, вооружившись иглой ножницами.
- Вставьте иглу и возьмитесь за 3-миллиметровый участок сухожилия.
- Теперь вручную завяжите хирургический узел восемью бросками, чередуянаправление 23.
- Возьмите еще один петлевый шов и наложите шов Цуге24 , захватив часть сухожилия примерно 3 мм на расстоянии 1,5 см справа.
- Снова вставьте иглу и следуйте по пути сухожилия влево. Выход между пнями.
- Повторно вводят в левую культю и следуют по пути сухожилия на протяжении 1,5 см. Выход на поверхности сухожилия.
- Здесь отрежьте одну из двух прядей, вооружив иглу ножницами.
- Снова введите иглу, захватив 3 мм сухожилия.
- Теперь вручную завяжите хирургический узел восемью бросками, чередуя направление.
4. Одноосное испытание на растяжение
- Настройте машину для испытания на растяжение
- Установите тензодатчик на верхнюю траверсу стандартной системы испытаний на растяжение с помощью соединительной системы и соответствующих болтов.
- Установите захваты для образца на нижнюю часть, перемещая траверсу и тензодатчик с помощью соединительной системы и соответствующих болтов.
- Включите управляющий компьютер и откройте программное обеспечение для тестирования. Дождитесь инициализации машины для испытания на растяжение. Нажмите « Файл» > «Открыть », а затем выберите программу испытаний по Цвику «Простое испытание на растяжение для определения Fmax». Затем нажмите кнопку ОК.
- Установите текущее расстояние захвата образца, нажав « Машина» > «Настройка». Измерьте расстояние захвата образца с помощью штангенциркуля и запишите значение в поле Текущее отделение инструмента / Текущее разделение захвата для разделения захвата и нажмите OK.
- Настройте последовательность измерений, нажав кнопку Мастер. Перейдите к предварительному тестированию и установите рукоятку для отрыва захвата в исходном положении на 20 см. Затем отметьте « Предварительная загрузка » и установите предварительную загрузку на 0.50 Н. Перейдите в раздел «Параметры теста » и установите скорость теста на 300 мм/мин. Нажмите « Макет серии », чтобы завершить процесс настройки.
- Нажмите « Исходное положение», чтобы установить отрыв рукоятки в исходное положение.
- Монтаж и испытание восстановленного сухожилия
- Нажмите кнопку Force 0 в программном обеспечении для тестирования непосредственно перед монтажом образца.
- Перенесите отремонтированное сухожилие сразу после ремонта в машину для испытания на растяжение (рис. 3 и рис. 4) с помощью щипцов.
- Вставьте грубую бумагу между захватами образца и сухожилием, чтобы увеличить трение во время испытания образца. Плотно закройте ручки для образцов без напряжения.
- Нажмите кнопку Пуск , чтобы начать последовательность измерений. Линейная тяговая сила документируется специальным программным обеспечением для тестирования. Задокументируйте максимальное усилие до отказа.
- Осмотрите конструкцию визуально и задокументируйте образец фотографически с помощью любой коммерческой камеры. Определите способ отказа на основе последующих классификаций:
- Проскальзывание: петли шовного материала проскальзывают через сухожилие, и шов вытягивается.
- Разрыв узла: Узел разрушается и развязывается.
- Разрыв: Разрыв шва.
ПРИМЕЧАНИЕ: Фотографирование неисправного образца предназначено только для качественных целей, а не для измерения, и поэтому оно не обязательно должно быть стандартизированным. Например, нет стандартного света или расстояния.
- Экспортируйте необработанные данные (force-displacement-data) в виде таблицы (.xls файл) для графического представления. Суммируйте результаты в таблице значений, выраженных в ньютонах (N).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Восстановление сухожилий: Когда использовалась только двухцепочечная техника Кирхмайра-Кесслера, наблюдалась высокая скорость проскальзывания с восстановлением, достигающим линейной прочности примерно 30 Н (рис. 2 и рис. 5A)5. In vivo сухожилие сгибателя пальцев profundus может развить линейное вытяжение до 75 N8. В посттравматических условиях это значение может быть еще выше из-за трения, отека и спаек9.
При использовании двухцепочечной техники Кирхмайра-Кесслера в сочетании с эпитендинозным беговым швом (рис. 2 и рис . 5B)5 проскальзывания можно было избежать в группе PPL, но не в группе PTFE. Тем не менее, ремонт с помощью ПТФЭ (73,41 ± 19,81 Н) был значительно сильнее, чем ППЛ (49,90 ± 16,05 Н)5, что подтверждает гипотезу о том, что ПТФЭ может обеспечить более сильный ремонт. Этот вид ремонта был (и остается) основой восстановления сухожилий в большинстве ручных служб в Германии. Тем не менее, потребуется новый тип техники ремонта, чтобы избежать проскальзывания с этим материалом. Поэтому дальнейшие эксперименты были проведены с шести- и восьмипрядным ремонтом.
Для этой линии экспериментов были применены более сильные методы ремонта, обычно используемые в настоящее время; использовались типы ремонта Adelaide и M-Tang11,15 (рис. 2). Использование СВМПЭ (80,11 ± 18,34 N) или ПТФЭ (76,16 ± 29,10 N) приводило к значительно более сильной репарации сухожилий, чем PPL (45,92 ± 12,53 N)6, независимо от техники восстановления (рис. 6 и таблица 1). Ремонт с использованием СВМПЭ и ПТФЭ был сопоставим по линейной прочности. При сравнении различных методов двухцепочечная техника Кирхмайра-Кесслера дала худшие результаты, чем четырехцепочечная (Аделаида) и шестицепочечная (M-Tang) техники 5,6. При сравнении Аделаиды с M-Tang шестицепочечная репарация была несколько сильнее, но незначительно (рис. 6 и таблица 1)6.
Короче говоря, ПТФЭ сравним с СВМПЭ в качестве шовного материала, и можно использовать методы Аделаиды или M-Tang.
Погрузочно-разгрузочные работы и завязывание материалов: ПТФЭ имеет очень низкое поверхностное трение. Это выгодно для красивого и равномерного закрепления нескольких прядей, но создает проблему для хирурга при завязывании узлов и обращении. Следовательно, необходимо больше бросков, чем с PPL или СВМПЭ6.
Статистический анализ: Для сравнения между группами использовалась односторонняя ANOVA. Все измерения предела прочности (нагрузки на разрушение) выражаются в ньютонах (N) со средними значениями и стандартным отклонением (±). Сухожильный материал из трупных донорских рук был распределен одинаково по всем группам воздействия.
Рисунок 1: Стандартизированное деление сухожилия . (A) Образцы сухожилий устанавливаются на пластину из пенополистирола с помощью штифтов или игл 30 G. Образцы сухожилий имеют длину около 20 см. (B) Образец сухожилия пересечен посередине. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: Методы восстановления сухожилий сгибателей. Ремонт двухжильных двигателей Кирхмайра-Кесслера (слева). Ремонт четырех нитей в Аделаиде (второй слева). Ремонт шестижильного оборудования M-Tang (второй справа). Двухпрядная пластика Кирхмайра-Кесслера с помощью эпитендинозного шва матраса (справа). Рисунок был взят из 6 и воспроизведен с разрешения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 3: Монтаж сухожилия сгибателя на сервогидравлическую систему испытаний материалов . (A) Отремонтированное сухожилие установлено на универсальной сервогидравлической испытательной машине. Для этой линии экспериментов применяется модуль на 100 Н. (B) Образец (отремонтированное сухожилие) устанавливается на испытательную машину. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 4: Крепление сухожилия сгибателя (деталь). (А,Б) Деталь монтируется отремонтированным сухожилием с двух сторон. Этот рисунок был взят из 5 и воспроизведен с разрешения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 5: Сравнение полипропилена и политетрафторэтилена (ПТФЭ) с методом Кирхмайра-Кесслера. (A) Линейная прочность на растяжение полипропилена и ПТФЭ при использовании метода Кирхмайра-Кесслера. Между этими двумя материалами не было никакой разницы с точки зрения линейной прочности на растяжение, хотя ПТФЭ был несколько слабее из-за проскальзывания5. Аббревиатура: ПТФЭ = политетрафторэтилен. Столбцы погрешности указывают на стандартное отклонение. N = 10 для всех экспериментов. (B) Линейная прочность на растяжение полипропилена и ПТФЭ, когда использовался эпитендинозный ходовой шов, проскальзывание было меньшей проблемой для ремонта полипропилена, но ремонт сломался примерно при 50 Н. Напротив, ремонт с помощью ПТФЭ не удался на отметке 70 Н из-за проскальзывания. ** = p < 0,001 (односторонняя ANOVA с поправкой Бонферрони)5. Столбцы погрешности указывают на стандартное отклонение. N = 10 для всех экспериментов. Этот рисунок был взят из 5 и воспроизведен с разрешения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 6: Сравнение PPL, PTFE и СВМПЭ с методами Аделаиды и M-Tang. С помощью комбинации более прочной репарации (четырехцепочечный Аделаида или шестицепочечный M-Tang) и более прочного шовного материала (политетрафторэтилен или СВМПЭ) может быть достигнута прочность на линейное растяжение 75 Н или более. Существенного преимущества четырехцепочечной техники по сравнению с шестицеточной не наблюдалось. ** = p < 0,001 (односторонняя ANOVA с поправкой Бонферрони)6. Столбцы погрешности указывают на стандартное отклонение. N = 10 для всех экспериментов. Этот рисунок был взят из 6 и воспроизведен с разрешения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
| ППЛ | СВМПЭ | ПТФЭ | Значение p | |
| M-Tang 6-прядный | 52.14 ± 14.21 Н | 89.25 ± 8.68 Н | 80.97 ± 30.94 Н | ППЛ-СВМПЭ <0,001**, ППЛ-ПТФЭ 0,0079**, СВМПЭ-ПТФЭ >0,99 |
| Аделаида 4-прядная | 39.69 ± 6.57 Н | 70.96 ±21.18 С. | 72.79 ± 27.91 Н | СВТФЭ 0,0036**, ППЛ-ПТФЭ 0,0019**, СВМПЭ-ПТФЭ >0,99 |
| Значение p | 0.53 | 0.15 | >0,99 | |
| Объединенные данные Аделаида + M-Tang | 45.92 ± 12.53 Н | 80.11 ± 18.34 с.ш. | 76.16 ± 29.10 С. | ППЛ-СВМПЭ <0,001**, ППЛ-ПТФЭ <0,001**, СВМПЭ-ПТФЭ >0,99 |
| Предел прочности одиночной пряди на линейное растяжение | 16.37 ± 0.21 Н | 72.16 ± 4.34 Н | 22.22 ± 0.69 Н | Все сравнения <0.001** |
Таблица 1: Сводка результатов восстановления сухожилий сгибателей. Ремонт с использованием ПТФЭ показал максимальную прочность на растяжение, сравнимую с СВМПЭ. Оба ремонта были значительно сильнее, чем с PPL. Сокращения: ПТФЭ = политетрафторэтилен, СВМПЭ = сверхвысокомолекулярный полиэтилен. Таблица была взята из 6 и воспроизведена с разрешения.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
В этой серии экспериментов нить из ПТФЭ была оценена как шовный материал для восстановления сухожилия сгибателя. Протокол воспроизводит условия, которые похожи на ситуацию in vivo во всех аспектах, кроме двух. Во-первых, нагрузки, применяемые in vivo , повторяются, поэтому циклически повторяющийся тип нагрузки может быть более подходящим. Во-вторых, в течение первых 6 недель после операции наблюдается значительный сдвиг от биомеханики к биологии по мере прогрессирования заживления сухожилий, что является процессом, который не может быть адекватно решен в условиях ex vivo .
Материал ПТФЭ, используемый в этом протоколе, продемонстрировал множество полезных свойств, включая хорошую биосовместимость, низкое поверхностное трение, гибкость, а также отличную линейную прочность на растяжение. Однако узлы, как правило, становятся слишком громоздкими, так как ПТФЭ нуждается в дополнительных бросках, чтобы узлы были устойчивыми. Это важный момент в восстановлении сухожилий сгибателей, поскольку громоздкие узлы мешают скольжению и заживлению. Кроме того, обращение может быть сложной задачей, так как поверхность шва очень скользкая. Поэтому авторы по-прежнему неохотно используют его в повседневной клинической практике.
Этот протокол претерпел эволюцию с тех пор, как авторы потерпели некоторые неудачи. Во-первых, образцы сухожилий, взятые из человеческих трупов, должны были использоваться дважды (т. е. выполнять две операции на разных уровнях одного и того же сухожилия сгибателя). Однако для стабильного крепления к сервогидравлическому измерительному устройству требовалась вся длина сухожилия. Во-вторых, первоначальные сравнения, проведенные с одной репарацией стержня Кирхмайра-Кесслера, оказались непригодными для материала из ПТФЭ, что привело к раннему проскальзыванию нити через волокна сухожилия. В качестве первой меры к восстановлению ядра был добавлен эпитендинозный шов матраса. Известно, что эпитендинозный ходовой шов усиливает репарацию примерно на 40%10. В конце концов, было решено, что для адекватного захвата и перевязывания сухожильных волокон необходимо выполнить более прочный ремонт12,15.
Аделаидский вид ремонта посередине (техника перекрестного замка с четырьмя нитями) впервые завоевал популярность среди хирургов кисти в Австралии. Это очень прочное восстановление, позволяющее на ранней стадии реабилитировать руку после травм сухожилий сгибателей25. Еще одним популярным типом многопрядного ремонта является шестипрядная техника M-Tang, представленная Jin Bo Tang26. Эти методы оказались более подходящими при использовании ПТФЭ для восстановления сухожилий. У ПТФЭ есть будущее в восстановлении сухожилий, если будут решены проблемы со стабильностью узлов. Какой-то вид термической сварки может заменить несколько громоздких узлов в будущем.
Кроме того, возникла небольшая трудность, связанная с диапазоном линейных измерений прочности на растяжение. Модульные элементы, используемые с сервогидравлическими линейными измерительными устройствами, обычно находятся в диапазоне 10-100 Н или 100-1000 Н и так далее. Измерения приходилось время от времени повторять с более прочным ремонтом, выдерживающим линейную тягу 100 Н без разрыва.
Чтобы понять обоснование протокола и ограничения экспериментов ex vivo, важно понять биологию восстановления сухожилий сгибателей. Elsfeld et al.8 продемонстрировали в интраоперационных измерениях, что изолированное сгибание сухожилия сгибателя без сопротивления может создавать пиковые усилия до 74 Н 8. Амадио и др. предположили, что после травмы спайки и отек должны приводить к еще более высокому сопротивлению скольжению9. Стандартная двухпрядная пластика Кирхмайра-Кесслера с эпитендинозным ходовым швом может выдерживать 30-50 N5. Новые материалы в сочетании с более сильными методами ремонта могут выдерживать линейные силы более 100 Н 4,6.
Tang et al.15 определили четыре ключевых момента для улучшения восстановления сухожилий сгибателей. Во-первых, следует использовать сильную технику многопрядного ремонта. Во-вторых, достаточное пространство для скольжения без натяжения должно быть создано путем вентиляции шкива и, при необходимости, санации поверхностного сгибателя пальцев. В-третьих, должно быть небольшое чрезмерное сближение культи сухожилия в месте культи, чтобы во время реабилитационных упражнений не образовывались разрывы. Наконец, в качестве четвертого пункта предлагается, чтобы ранние активные двигательные упражнения выполнялись под контролем ручного терапевта15.
ПТФЭ не является новым материалом для восстановления тканей. В сердечно-сосудистой хирургии широко используются нити из ПТФЭ, а барьеры из ПТФЭ против спаек широко распространены27. В последнее время некоторые хирургические приложения были введены в нейрохирургии28. Однако в хирургии кисти ПТФЭ до сих пор широко не использовался, хотя он демонстрирует несколько потенциальных преимуществ16. Этот материал не жесткий и простой в обращении, он устойчив к деформации после завязывания узлов (не точка разрыва) и не поддается изменению длины под натяжением (меньше зазоров)29. Благодаря хорошей биосовместимости30 не вызывает воспаления тканей31,32. Наконец, благодаря неплетеному шву риск инфицирования сводится к минимуму.
Однако проведенный экспериментальный массив имеет некоторые недостатки. Во-первых, было выполнено единичное измерение восстановленных сухожилий, тогда как in vivo сухожилия подвергаются повторяющемуся типу нагрузки. Во-вторых, в экспериментах, проводимых ex vivo , отсутствуют соображения биологии33 и того, как восстановленное сухожилие биологически изменяется в течение первых шести недель, что имеет решающее значение. Amadio et al.9 подробно прокомментировали значение биологии для надежного восстановления сухожилий. Наконец, предварительный расчет выборки не проводился. Предыдущие исследования, а также предварительные эксперименты авторов дали ориентировку для проведенных экспериментов. Важно отметить, что следует предположить значимую биофизическую разницу не менее 10 Н, в противном случае разница, даже если она статистически значима, не будет влиять на силу восстановления сухожилия сгибателя. Идеи, полученные в результате этих экспериментов, были настолько замечательными, что они повлияли на то, как авторы выполняли восстановление сухожилий после этого.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов. Источник финансирования отсутствует.
Acknowledgments
Исследование проводилось на средства больницы Сана Хоф. Кроме того, авторы хотят поблагодарить г-жу Хафенрихтер (Serag Wiessner, Naila) за ее неустанную помощь в экспериментах.
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).
