Polytétrafluoroéthylène (PTFE) comme matériau de suture en chirurgie tendineuse
Summary
Le présent protocole illustre une méthode d’évaluation des propriétés biophysiques des réparations tendineuses ex vivo. Un matériau de suture en polytétrafluoroéthylène (PTFE) a été évalué par cette méthode et comparé à d’autres matériaux dans différentes conditions.
Abstract
Avec l’évolution des matériaux de suture, il y a eu un changement de paradigme dans la réparation des tendons primaires et secondaires. L’amélioration des propriétés mécaniques permet une rééducation plus agressive et une récupération plus rapide. Toutefois, pour que la réparation résiste à des exigences mécaniques plus élevées, des techniques de suture et de nouage plus avancées doivent être évaluées en combinaison avec ces matériaux. Dans ce protocole, l’utilisation du polytétrafluoroéthylène (PTFE) comme matériau de suture en combinaison avec différentes techniques de réparation a été étudiée. Dans la première partie du protocole, la résistance à la traction linéaire et l’allongement des brins noués contre des brins non noués de trois matériaux différents utilisés dans la réparation des tendons fléchisseurs ont été évalués. Les trois matériaux différents sont le polypropylène (PPL), le polyéthylène de poids moléculaire ultra-élevé avec une enveloppe tressée en polyester (UHMWPE) et le polytétrafluoroéthylène (PTFE). Dans la partie suivante (expériences ex vivo avec des tendons fléchisseurs cadavériques), le comportement du PTFE utilisant différentes techniques de suture a été évalué et comparé à PPL et UHMWPE.
Cette expérience comprend quatre étapes: la récolte des tendons fléchisseurs des mains fraîches du cadavérique, la transsection des tendons de manière standardisée, la réparation des tendons par quatre techniques différentes, le montage et la mesure des réparations tendineuses sur un dynamomètre linéaire standard. L’UHMWPE et le PTFE présentaient des propriétés mécaniques comparables et étaient significativement supérieurs au PPL en termes de résistance à la traction linéaire. Les réparations avec des techniques à quatre et six brins se sont avérées plus solides que les techniques à deux brins. La manipulation et le nouage du PTFE sont un défi en raison du très faible frottement de surface, mais la fixation de la réparation à quatre ou six brins est relativement facile à réaliser. Les chirurgiens utilisent régulièrement du matériel de suture en PTFE en chirurgie cardiovasculaire et en chirurgie mammaire. Les brins de PTFE conviennent à une utilisation en chirurgie tendineuse, fournissant une réparation robuste des tendons afin que des régimes de mouvement actif précoces pour la rééducation puissent être appliqués.
Introduction
Le traitement des blessures au tendon fléchisseur de la main est un sujet de controverse depuis plus d’un demi-siècle. Jusque dans les années 1960, l’aire anatomique entre la phalange moyenne et la paume proximale était nommée « no man’s land », pour exprimer que les tentatives de reconstruction du tendon primaire dans cette zone étaient vaines, produisant de très mauvais résultats1. Cependant, dans les années 1960, la question de la réparation primaire des tendons a été réexaminée en introduisant de nouveaux concepts de rééducation2. Dans les années 1970, avec les progrès des neurosciences, de nouveaux concepts de réadaptation précoce ont pu être développés, y compris les attelles dynamiques3, mais par la suite, seules des améliorations marginales ont pu être réalisées. Récemment, de nouveaux matériaux ont été introduits avec une stabilité intégrale considérablement améliorée4,5 de sorte que des problèmes techniques autres que la défaillance des matériaux de suture ont été mis en évidence, y compris le câblage du fromage et l’arrachement6.
Jusqu’à récemment, le polypropylène (PPL) et le polyester étaient largement utilisés dans la réparation des tendons fléchisseurs. Un brin de polypropylène 4-0 USP (United States Pharmacopeia) correspondant à un diamètre de 0,150-0,199 mm présente une résistance linéaire à la traction inférieure à 20 Newton (N)6,7, alors que les tendons fléchisseurs de la main peuvent développer in vivo des forces linéaires allant jusqu’à 75 N8. Après un traumatisme et une intervention chirurgicale, à cause de l’œdème et des adhérences, la résistance du tissu progresse davantage9. Les techniques classiques de réparation des tendons comprenaient des configurations à deux brins qui devaient être renforcées par des sutures de course épitendineuses supplémentaires 3,10. De nouveaux matériaux polymères polymélangés avec une résistance linéaire nettement supérieure ont entraîné des développements techniques4; un seul brin de polymélange avec un noyau de polyéthylène à très haut poids moléculaire à longue chaîne (UHMWPE) en combinaison avec une enveloppe tressée en polyester du même diamètre que PPL peut résister à des forces linéaires allant jusqu’à 60 N. Cependant, les technologies d’extrusion permettent de fabriquer des brins de polymère monofilamenteux présentant des propriétés mécaniques comparables6.
Les techniques de réparation ont également évolué au cours de la dernière décennie. Les techniques de réparation des tendons à deux brins ont cédé la place à des configurations plus élaborées à quatre ou six brins11,12. Par l’utilisation d’une suture bouclée13, le nombre de nœuds peut être diminué. En combinant de nouveaux matériaux avec des techniques plus récentes, une résistance linéaire initiale de plus de 100 N peut être obtenue4.
Un régime de réadaptation individualisé devrait être préconisé dans tous les cas, en tenant compte des attributs spéciaux du patient et des techniques de réparation des tendons. Par exemple, les enfants et les adultes incapables de suivre des instructions complexes pendant une longue période devraient être soumis à une mobilisation retardée. Les réparations moins fortes devraient être mobilisées par le seul mouvement passif14,15. Sinon, les régimes de mouvement actif précoces devraient être la norme d’or.
L’objectif global de cette méthode est d’évaluer un nouveau matériau de suture pour la réparation du tendon fléchisseur. Pour justifier le protocole, cette technique est une évolution des protocoles précédemment validés trouvés dans la littérature 4,10,12,16 comme moyen d’évaluation du matériel de suture dans des conditions qui ressemblent à une routine clinique. En utilisant un système moderne d’essai des matériaux servohydrauliques, une vitesse de traction de 300 mm/min peut être réglée comme une contrainte in vivo, contrairement aux protocoles antérieurs utilisant 25-180 mm/min4,10, en tenant compte des limites du logiciel et de l’équipement de mesure. Cette méthode convient aux études ex vivo sur les réparations des tendons fléchisseurs et, dans un sens plus large, à l’évaluation de l’application des matériaux de suture. En sciences des matériaux, de telles expériences sont couramment utilisées pour évaluer les polymères et d’autres classes de matériaux17.
Phases de l’étude : Les études ont été réalisées en deux phases; Chacune a été divisée en deux ou trois étapes ultérieures. Dans la première phase, un brin de polypropylène (PPL) et un brin de polytétrafluoroéthylène (PTFE) ont été comparés. Les brins USP 3-0 et 5-0 USP ont été utilisés pour imiter les conditions cliniques réelles. Les propriétés mécaniques des matériaux eux-mêmes ont d’abord été étudiées, bien qu’étant des dispositifs médicaux, ces matériaux ont déjà été largement testés. Pour ces mesures, N = 20 brins ont été mesurés pour la résistance linéaire à la traction. Les brins noués ont également été étudiés car le nouage modifie la résistance à la tension linéaire et produit un point de rupture potentiel. La partie principale de la première phase consistait à tester les performances des deux matériaux différents dans des conditions cliniques. En outre, 3-0 réparations de noyau (Kirchmayr-Kessler à deux brins avec les modifications de Zechner et Pennington) ont été effectuées et testées pour la résistance linéaire. Pour une aile supplémentaire de l’enquête, une suture de course épitendineuse 5-0 a été ajoutée à la réparation pour une force supplémentaire18,19.
Dans une phase ultérieure, une comparaison entre trois matériaux de suture a été effectuée, y compris PPL, UHMWPE et PTFE. Pour toutes les comparaisons, un brin USP 4-0 a été utilisé, correspondant à un diamètre de 0,18 mm. Pour une liste complète des matériaux utilisés, consultez le Tableau des matériaux. Pour la dernière étape, une réparation du noyau Adelaide20 ou M-Tang21 a été effectuée comme décrit précédemment.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dans cette ligne d’expériences, un brin de PTFE a été évalué comme matériau de suture pour la réparation du tendon fléchisseur. Le protocole reproduit des conditions qui ressemblent à la situation in vivo dans tous les aspects sauf deux. Premièrement, les charges appliquées in vivo sont répétitives, de sorte qu’un type de chargement cycliquement répété pourrait être plus approprié. Deuxièmement, au cours des 6 premières semaines postopératoires, le passage significatif de la bio…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
L’étude a été menée avec des fonds de l’hôpital Sana Hof. En outre, les auteurs tiennent à remercier Mme Hafenrichter (Serag Wiessner, Naila) pour son aide inlassable dans les expériences.
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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