Een trainings-en testsysteem voor het uitvoeren van vasculaire wederopbouw in vitro
Summary
Hier presenteren we een trainings-en testsysteem waarbij een trainee handmatige vasculaire reconstructie in vitro individueel kan voltooien met behulp van een magnetische verankerings techniek. Het systeem kan ook worden gebruikt om de kwaliteit van de wederopbouw te testen.
Abstract
Handmatige vasculaire wederopbouw training is essentieel voor een beginnende chirurg. Er moet echter nog een optimaal opleidingssysteem voor vasculaire wederopbouw in vitro worden ontwikkeld. In deze studie introduceren we een in-vitro trainings-en testsysteem met behulp van een magnetische verankerings techniek waarmee een leerling de manuele vasculaire reconstructie individueel kan beoefenen. Bovendien kan dit systeem ook worden gebruikt om de kwaliteit van de reconstructie te testen. Het beschreven systeem omvat een vasculaire reconstructie trainings machine, magnetische tractoren en een magnetische hecht trekker. In dit manuscript geven we een end-to-end ader anastomose aan met rechts en links iliacale aders. Om de mogelijke schade veroorzaakt door een magnetische hecht trekker op de hechtdraad te identificeren, hebben we drie groepen gemaakt met zes segmenten van 4-0 polypropyleen hechtingen elk: een controlegroep zonder tussenkomst op de polypropyleen hecht, een groep waarin de polypropyleen hecht handmatig getrokken met steriele handschoenen 20x, en een magnetische trekker groep waarin de magnetische trekker trok de polypropyleen hechting 20x. Deze groepen werden getest door lichte microscopie en breeksterkte tests, en het effect van de wederopbouw werd beoordeeld. In de lichte microscopie test was de controlegroep minder waarschijnlijk beschadigd (p 0,05). De resultaten van de test met breeksterkte werden in groepen vergeleken en er werd geen significant verschil waargenomen (p > 0,05). De end-to-end anastomose van de varkens aderen werd met succes uitgevoerd met behulp van dit trainingssysteem, en de gereconstrueerde aderen konden 2,0 kPa perfusiedruk ondergaan. Met behulp van dit trainings-en testsysteem kan de trainee de manuele vasculaire reconstructie in vitro individueel oefenen met de hulp van magnetische tractoren en een magnetische hecht trekker, en de kwaliteit van de reconstructie kan worden getest.
Introduction
Vasculaire reconstructie is een basisvaardigheid vereist voor chirurgen. Hoewel Obora1 en Holt2 verschillende mechanische reconstructie methoden hebben uitgevonden om de reconstructie van kleine vaten te vereenvoudigen (diameters < 10 mm), worden deze methoden niet vaak toegepast in macrovasculaire anastomose. Handmatige vasculaire anastomose wordt nog steeds uitgevoerd in vele operaties, met inbegrip van vasculaire chirurgie3, spoedoperatie4, en solide orgaantransplantatie5. Het is dus essentieel voor chirurgen om handmatige vasculaire anastomose te beoefenen. Een optimaal opleidingssysteem voor vasculaire reconstructie in vitro is echter ongewoon, en onervaren chirurgen moeten in vivo een aanzienlijke opleiding volgen op grote dieren6 voordat ze de techniek kunnen beheersen. Omdat falen onvermijdelijk is tijdens de initiële training, zullen veel dieren waarschijnlijk sterven aan vasculaire complicaties, wat betrekking heeft op het welzijn van dieren. Verder, tijdens de procedure van end-to-end vasculaire reconstructie, om fouten in steek posities of losse hechtingen te voorkomen, heeft de chirurg ten minste één assistent nodig om de achterste vaatwand bloot te leggen en de hechting te trekken. Zo kan vasculaire reconstructie meestal niet individueel worden uitgevoerd door de chirurg, en de efficiëntie van de voorbereiding wordt meestal beperkt door de vaardigheid van de assistent.
Magnetische verankering chirurgie is uitgegroeid tot een onderwerp van belang in de afgelopen jaren7,8,9,10,11. De klinische studie van Rivas et al.7 toonde aan dat chirurgen met zijn magnetische chirurgische instrument en volgens het principe van magnetische verankering de laparoscopische cholecystectomie met gereduceerde poort kunnen uitvoeren. Het gebruik van dit instrument zorgt ook voor een verminderde rol voor de assistent tijdens een open operatie. Door het magnetische veld wordt het magnetische apparaat op een verankeringspunt geadsorreven. Dit magnetische verankerings apparaat kan fungeren als een mechanische arm, grijpen en het weefsel of orgaan intrekken, het chirurgische veld blootstellen en de werking vereenvoudigen. Op basis van deze logica hebben we magnetische tractoren uitgevonden om de vaatwand en hechtdraad in te trekken, en een magnetische hecht trekker om de polypropyleen hechtingen te halen.
Het gebruik van een vasculaire wederopbouw trainings machine was een andere mijlpaal in deze studie. Het bestaat uit een bedienings vloer en een bedieningspaneel: de vasculatuur is vast op de werkvloer en de leerling kan er op oefenen. Na anastomose kan de leerling de perfusie parameters op het bedieningspaneel instellen om de kwaliteit van de anastomose te testen. In vergelijking met eerdere vasculaire anastomose-opleidingssystemen6,12,13,14, biedt het gebruik van dit systeem twee belangrijke voordelen: ten eerste kunnen magnetische apparaten worden gebruikt om het chirurgische veld bloot te leggen, zodat de stagiairs er individueel op kunnen oefenen. Ten tweede kan de leerling het effect van anastomose controleren met behulp van een perfusie test.
In de huidige studie introduceren we een trainings-en testsysteem waarbij de trainee handmatige vasculaire reconstructie in vitro individueel kan voltooien met behulp van een magnetische verankerings techniek en de kwaliteit van de reconstructie kan ook worden getest. Beperkt door het ontwerp en de grootte van de waterinlaat en de waterafvoer op de werkvloer, kan het trainingssysteem alleen end-to-end reconstructie uitvoeren op schepen met een > diameter van 5 mm.
Protocol
Representative Results
Discussion
Met behulp van magnetische tractoren en een magnetische hecht trekker, kan een stagiair ader anastomose individueel en nauwkeurig voltooien. Magnetische tractoren trekken het weefsel dat het anastomose-veld blokkeert en bieden een geschikte sterkte voor het strekken van de aderen in een verticale richting, waardoor een duidelijke blootstelling voor ader anastomose wordt bereikt. In traditionele handmatige anastomose is ten minste één assistent vereist voor chirurgische blootstelling. Het gebruik van magnetische tractor…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gesteund door subsidies van het ministerie van onderwijs innovatie team Development Program van China (No. IRT1279).
Materials
| Circular permanent magnet | Hangzhou Permanent Magnet Group Co.LTD | 20*1mm | Magnetic tractor |
| Magnetic balls | Hangzhou Permanent Magnet Group Co.LTD | 5mm | Magnetic suture puller |
| Magnetic cylinders | Hangzhou Permanent Magnet Group Co.LTD | 5*5mm | Magnetic suture puller |
| Polypropylene suture | Johnson and Johnson | PROLENE 4-0 | Used for anastomosis |
| Silk suture | SILK | 2-0，3-0 | Used for fixing vascular and ligation |
| Surgical insturments | Jinzhong Shanghai | JZ-2018 | Suture scissors, tissue scissors， forceps, needle and needle holder |
| Universal testing machine | Zwick GmbH&Co | Z010 | Used for testing the association between the length of traction wire and the traction force |
Referências
- Obora, Y., Tamaki, N., Matsumoto, S. Nonsuture microvascular anastomosis using magnet rings: preliminary report. Surgical Neurology. 9 (2), 117-120 (1978).
- Holt, G. P., Lewis, F. J. A new technique for end-to-end anastomosis of small arteries. Surgical Forum. 11, 242-243 (1960).
- Enzmann, F. K., et al. Trans-Iliac Bypass Grafting for Vascular Groin Complications. European Journal of Vascular and Endovascular. , 1-6 (2019).
- Bala, M., et al. Acute mesenteric ischemia: Guidelines of the World Society of Emergency Surgery. World Journal of Emergency Surgery. 12 (1), 1-11 (2017).
- Makowka, L., et al. Surgical Technique of Orthotopic Liver Transplantation. Gastroenterology Clinics of North America. 17 (1), 33-51 (1998).
- Tang, A. L., et al. The elimination of anastomosis in open trauma vascular reconstruction: A novel technique using an animal model. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 79 (6), 937-942 (2015).
- Rivas, H., et al. Magnetic Surgery: Results from First Prospective Clinical Trial in 50 Patients. Annals of Surgery. 267 (1), 88-93 (2018).
- Arain, N. A., et al. Magnetically Anchored Cautery Dissector Improves Triangulation, Depth Perception, and Workload During Single-Site Laparoscopic Cholecystectomy. Journal of Gastrointestinal Surgery. 16 (9), 1807-1813 (2012).
- Mortagy, M., et al. Magnetic anchor guidance for endoscopic submucosal dissection and other endoscopic procedures. World Journal of Gastroenterology. 23 (16), 2883-2890 (2017).
- Cho, Y. B., et al. Transvaginal endoscopic cholecystectomy using a simple magnetic traction system. Minimally Invasive Therapy and Allied Technologies. 20 (3), 174-178 (2011).
- Dong, D. H., et al. Miniature magnetically anchored and controlled camera system for trocar-less laparoscopy. World Journal of Gastroenterology. 23 (12), 2168-2174 (2017).
- Shimizu, S., et al. Moist-condition training for cerebrovascular anastomosis: A practical step after mastering basic manipulations. Neurologia Medico-Chirurgica. 55 (8), 689-692 (2015).
- Maluf, M. A., Massarico, A., Nova, T. V., Lupp, A., Cardoso, C., Gomes, W. Cardiovascular Surgery Residency Program: Training Coronary Anastomosis Using the Arroyo Simulator and UNIFESP Models. Revista Brasileira de Cirurgia Cardiovascular. 30 (5), 562-570 (2015).
- Bismuth, J., Duran, C., Donovan, M., Davies, M. G., Lumsden, A. B. The Cardiovascular Fellows Bootcamp. Journal of vascular surgery. 56 (4), 1155-1161 (2012).
- Starzl, T. E., Iwatsuki, S., Shaw, B. A Growth Factor in Fine Vascular Anastomoses. Surgery Gynecology And Obstetrics. 159 (2), 164-165 (1984).
