Politetrafluoroetileno (PTFE) como material de sutura en cirugía de tendones
Summary
El presente protocolo ilustra un método para evaluar las propiedades biofísicas de las reparaciones de tendones ex vivo. Un material de sutura de politetrafluoroetileno (PTFE) se evaluó mediante este método y se comparó con otros materiales en diferentes condiciones.
Abstract
Con la evolución de los materiales de sutura, se ha producido un cambio de paradigmas en la reparación de tendones primarios y secundarios. Las propiedades mecánicas mejoradas permiten una rehabilitación más agresiva y una recuperación más temprana. Sin embargo, para que la reparación resista las demandas mecánicas más altas, se deben evaluar técnicas de sutura y anudado más avanzadas en combinación con esos materiales. En este protocolo, se investigó el uso de politetrafluoroetileno (PTFE) como material de sutura en combinación con diferentes técnicas de reparación. En la primera parte del protocolo, se evaluaron tanto la resistencia a la tensión lineal como el alargamiento de hebras anudadas contra hebras no anudadas de tres materiales diferentes utilizados en la reparación del tendón flexor. Los tres materiales diferentes son polipropileno (PPL), polietileno de peso molecular ultra alto con una cubierta trenzada de poliéster (UHMWPE) y politetrafluoroetileno (PTFE). En la siguiente parte (experimentos ex vivo con tendones flexores cadavéricos), se evaluó el comportamiento del PTFE utilizando diferentes técnicas de sutura y se comparó con PPL y UHMWPE.
Este experimento se compone de cuatro pasos: recolección de los tendones flexores de manos cadavéricas frescas, transección de los tendones de manera estandarizada, reparación del tendón mediante cuatro técnicas diferentes, montaje y medición de las reparaciones del tendón en un dinamómetro lineal estándar. El UHMWPE y el PTFE mostraron propiedades mecánicas comparables y fueron significativamente superiores a PPL en términos de resistencia a la tracción lineal. Las reparaciones con técnicas de cuatro y seis hebras demostraron ser más fuertes que las técnicas de dos hebras. El manejo y el anudado del PTFE son un desafío debido a la muy baja fricción de la superficie, pero la fijación de la reparación de cuatro o seis hebras es comparativamente fácil de lograr. Los cirujanos utilizan rutinariamente material de sutura de PTFE en cirugía cardiovascular y cirugía de mama. Las hebras de PTFE son adecuadas para su uso en cirugía de tendones, proporcionando una reparación robusta del tendón para que se puedan aplicar regímenes de movimiento activo temprano para la rehabilitación.
Introduction
El tratamiento de las lesiones del tendón flexor de la mano ha sido un tema de controversia durante más de medio siglo. Hasta la década de 1960, el área anatómica entre la falange media y la palma proximal fue nombrada “tierra de nadie”, para expresar que los intentos de reconstrucción del tendón primario en esta área fueron inútiles, produciendo resultados muy pobres1. Sin embargo, en la década de 1960, el tema de la reparación del tendón primario fue revisado mediante la introducción de nuevos conceptos para la rehabilitación2. En la década de 1970, con los avances en neurociencias, se pudieron desarrollar nuevos conceptos de rehabilitación temprana, incluidas las férulas dinámicas3, pero a partir de entonces solo se pudieron lograr mejoras marginales. Recientemente, se introdujeron nuevos materiales con una estabilidad integral significativamente mejorada4,5 de modo que se enfocaron los problemas técnicos distintos de la falla de los materiales de sutura, incluido el cableado del queso y la extracción6.
Hasta hace poco, el polipropileno (PPL) y el poliéster eran ampliamente utilizados en las reparaciones del tendón flexor. Una hebra 4-0 USP (United States Pharmacopeia) de polipropileno correspondiente a un diámetro de 0.150-0.199 mm exhibe una resistencia lineal a la tracción de menos de 20 Newton (N)6,7, mientras que los tendones flexores de la mano pueden desarrollar fuerzas lineales in vivo de hasta 75 N8. Después del trauma y la cirugía, debido al edema y las adherencias, la resistencia del tejido avanza más9. Las técnicas clásicas de reparación del tendón incluían configuraciones de dos hebras que debían ser reforzadas con suturas epitendinosas adicionales 3,10. Los nuevos materiales poliméricos poliméricos con una resistencia lineal sustancialmente mayor han dado lugar a desarrollos técnicos4; una sola hebra de polimezcla con un núcleo de polietileno de peso molecular ultra alto de cadena larga (UHMWPE) en combinación con una cubierta trenzada de poliéster en el mismo diámetro que PPL puede soportar fuerzas lineales de hasta 60 N. Sin embargo, las tecnologías de extrusión pueden fabricar hebras de polímero monofilamentoso que exhiben propiedades mecánicas comparables6.
Las técnicas de reparación también han evolucionado en la última década. Las técnicas de reparación del tendón de dos hebras han dado paso a configuraciones más elaboradas de cuatro o seis hebras11,12. Mediante el uso de una sutura en bucle13, el número de nudos puede ser disminuido. Al combinar materiales más nuevos con técnicas más nuevas, se puede lograr una resistencia lineal inicial de más de 100 N4.
En cualquier caso, se debe recomendar un régimen de rehabilitación individualizado, teniendo en cuenta los atributos especiales del paciente y las técnicas de reparación del tendón. Por ejemplo, los niños y adultos que no pueden seguir instrucciones complejas durante mucho tiempo deben ser sometidos a una movilización tardía. Las reparaciones menos fuertes deben ser movilizadas solo por movimiento pasivo14,15. De lo contrario, los regímenes de movimiento activo temprano deben ser el estándar de oro.
El objetivo general de este método es evaluar un nuevo material de sutura para la reparación del tendón flexor. Para elogiar la justificación del protocolo, esta técnica es una evolución de protocolos previamente validados encontrados en la literatura 4,10,12,16 como un medio de evaluación de materiales de sutura en condiciones que se asemejan a la rutina clínica. Utilizando un moderno sistema de prueba de materiales servohidráulicos, se puede ajustar una velocidad de tracción de 300 mm / min que se asemeja a la tensión in vivo, en contraste con los protocolos anteriores que utilizan 25-180 mm / min 4,10, teniendo en cuenta las limitaciones en el software y el equipo de medición. Este método es adecuado para estudios ex vivo sobre reparaciones del tendón flexor y, en un sentido más amplio, para la evaluación de la aplicación de materiales de sutura. En ciencias de los materiales, tales experimentos se utilizan rutinariamente para evaluar polímeros y otras clases de materiales17.
Fases del estudio: Los estudios se realizaron en dos fases; Cada uno se dividió en dos o tres pasos posteriores. En la primera fase, se compararon una hebra de polipropileno (PPL) y una hebra de politetrafluoroetileno (PTFE). Se utilizaron las hebras 3-0 USP y 5-0 USP para imitar las condiciones clínicas reales. Las propiedades mecánicas de los materiales en sí se investigaron por primera vez, aunque al ser dispositivos médicos, estos materiales ya han sido ampliamente probados. Para estas mediciones, se midieron N = 20 hebras para la resistencia lineal a la tracción. También se investigaron las hebras anudadas ya que el anudado altera la resistencia a la tensión lineal y produce un posible punto de ruptura. La parte principal de la primera fase consistió en probar el rendimiento de los dos materiales diferentes en condiciones clínicas. Además, se realizaron reparaciones de núcleo 3-0 (Kirchmayr-Kessler de dos hebras con las modificaciones de Zechner y Pennington) y se probaron para determinar la resistencia lineal. Para un ala adicional de la investigación, se agregó una sutura epitendinosa de carrera 5-0 a la reparación para una fuerza adicional18,19.
En una fase posterior, se realizó una comparación entre tres materiales de sutura, incluyendo PPL, UHMWPE y PTFE. Para todas las comparaciones, se utilizó una hebra USP 4-0, correspondiente a un diámetro de 0,18 mm. Para obtener una lista completa de los materiales utilizados, consulte la Tabla de materiales. Para el paso final, se realizó una reparación del núcleo Adelaide20 o M-Tang21 como se describió anteriormente.
Protocol
Representative Results
Discussion
En esta línea de experimentos, se evaluó una hebra de PTFE como material de sutura para la reparación del tendón flexor. El protocolo reproduce condiciones que son similares a la situación in vivo en todos menos dos aspectos. En primer lugar, las cargas aplicadas in vivo son repetitivas, por lo que un tipo de carga cíclicamente repetido podría ser más adecuado. En segundo lugar, durante las primeras 6 semanas después de la operación, el cambio significativo de la biomecánica hacia la biologí…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
El estudio se realizó con fondos del Hospital Sana Hof. Además, los autores quieren agradecer a Hafenrichter (Serag Wiessner, Naila) por su incansable ayuda con los experimentos.
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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