本方案阐述了一种评估肌腱修复生物物理特性的方法 离体采用该方法评估了一种聚四氟乙烯(PTFE)缝合材料,并在不同条件下将其与其他材料进行了比较。
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本方案阐述了一种评估肌腱修复生物物理特性的方法 离体采用该方法评估了一种聚四氟乙烯(PTFE)缝合材料,并在不同条件下将其与其他材料进行了比较。
随着缝合材料的发展,屈肌腱原发性和继发性修复的范式也发生了改变。改进后的机械性能使得康复训练更为积极,恢复时间更早。然而,为了使修复部位能够承受更高的力学负荷,必须结合新材料评估更先进的缝合与打结技术。本方案中,研究了聚四氟乙烯(PTFE)作为缝合材料与不同修复技术联合应用的效果。在本方案的第一部分,评估了三种用于屈肌腱修复的材料——聚丙烯(PPL)、外层为聚酯编织鞘的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和聚四氟乙烯(PTFE)——在打结与未打结状态下线材的线性抗张强度及延展性。在下一部分(离体 使用尸体指屈肌腱进行实验,评估并比较了聚四氟乙烯(PTFE)在不同缝合技术下的性能,并与聚丙烯(PPL)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行了对比。
本实验包含四个步骤:从新鲜尸体手部采集屈肌腱,以标准化方式切断肌腱,采用四种不同技术进行肌腱修复,随后将修复后的肌腱安装并置于标准线性测力仪上进行力学测量。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和聚四氟乙烯(PTFE)表现出相似的力学性能,并且在线性牵引强度方面显著优于聚丙烯(PPL)。四股和六股修复技术的强度均优于二股修复技术。由于PTFE表面摩擦力极低,其操作与打结较为困难,但实现四股或六股修复的固定相对容易。外科医生在心血管手术和乳腺手术中常规使用PTFE缝合材料。PTFE缝线适用于肌腱手术,可提供坚固的肌腱修复效果,从而允许实施早期主动活动的康复方案。
手部屈肌腱损伤的治疗已存在半个多世纪的争议。在20世纪60年代之前,中节指骨至手掌近端之间的解剖区域被称为“无人区”,意指在此区域内进行原发性肌腱重建的尝试均属徒劳,疗效极差1。然而,到了20世纪60年代,随着康复新理念的引入,原发性肌腱修复问题被重新审视2。20世纪70年代,随着神经科学的进步,早期康复的新理念得以发展,包括使用动态夹板3,但此后仅取得了微小的改进。近年来,新型材料的应用显著提高了整体稳定性4,5,使得除缝线材料失效之外的技术问题成为关注焦点,如“奶酪切割效应”(cheese wiring)和拉出(pullout)等6。
直到最近,聚丙烯(PPL)和聚酯材料在屈肌腱修复中被广泛使用。直径为0.150–0.199 mm的4-0 USP(美国药典)规格聚丙烯单股缝线,其线性抗张强度低于20牛顿(N)。6,7,而手部屈肌腱可能发生 体内 高达 75 N 的线性力8创伤和手术后,由于水肿和粘连,组织的阻力进一步增加9传统的肌腱修复技术包括双股缝合方式,需额外加用表层连续缝合进行加固3,10新型聚混高分子材料因其显著更高的线性强度,推动了技术的发展4;一种单股复合纤维,其芯部为长链超高分子量聚乙烯(UHMWPE),外层为与PPL直径相同的聚酯编织鞘,可承受高达60 N的线性拉力。然而,挤出技术可制造出具有类似机械性能的单丝聚合物纤维。6.
近十年来,肌腱修复技术也不断进步。双股肌腱修复技术已逐渐被更复杂的四股或六股缝合方式所取代11,12。通过使用环形缝线13,可减少打结数量。结合新型材料与新技术,初始线性强度可超过100 N4。
在任何情况下,都应提倡根据患者的个体情况和肌腱修复技术制定个性化的康复方案。例如,儿童及无法长时间遵循复杂指令的成人应采用延迟活动方案。对于强度较弱的修复,应仅通过被动运动进行活动14,15。其他情况下,早期主动活动方案应作为金标准。
本方法的总体目标是评估一种用于屈肌腱修复的新型缝合材料。关于该方案的设计原理,此技术是在文献中已有验证的先前方案基础上发展而来的。4,10,12,16 作为在类似临床常规条件下评估缝合材料的方法。使用现代伺服液压材料测试系统,可设置300 mm/min的牵引速度,以模拟 体内 与之前使用25-180 mm/min的方案相比,应力较小4,10,需考虑软件和测量设备的局限性。该方法适用于 离体 用于屈肌腱修复的研究,以及更广泛意义上的缝合材料应用评估。在材料科学领域,此类实验通常用于评估聚合物及其他类型材料17.
研究阶段:研究分为两个阶段进行,每个阶段又进一步分为两到三个连续步骤。第一阶段比较了聚丙烯(PPL)单股缝线与聚四氟乙烯(PTFE)单股缝线的性能。使用了3-0 USP和5-0 USP两种规格的缝线,以模拟真实的临床条件。尽管这些材料作为医疗器械已接受过广泛测试,但仍首先对其材料本身的力学性能进行了评估。在这些测量中,每组取N = 20根缝线进行线性抗张强度测试。同时对打结后的缝线进行了检测,因为打结会改变其线性张力强度,并可能形成潜在的断裂点。第一阶段的主要内容是在临床条件下测试这两种不同材料的性能表现。此外,还实施并测试了3-0缝线的核心修复(采用Zechner和Pennington改良的双股Kirchmayr-Kessler缝合方法)的线性强度。为了进一步拓展研究内容,修复过程中额外添加了5-0连续表层缝合,以增强修复强度18,19。
在后续阶段,对三种缝合材料进行了比较,包括聚丙烯(PPL)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和聚四氟乙烯(PTFE)。所有比较均采用美国药典4-0规格的单股缝线,对应直径为0.18 mm。有关所用材料的完整列表,请参见材料表。最后一步中,按照先前所述方法进行Adelaide20或M-Tang21核心缝合修复。
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本文不包含任何由作者进行的涉及人类参与者或动物的研究。人体材料的使用完全符合埃尔朗根大学解剖学研究所关于尸体及可识别身体部位使用的大学政策。
1. 收集屈肌腱
2. 肌腱横断(图1)
3. 肌腱修复
4. 单轴拉伸试验
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肌腱修复:当单独使用双股Kirchmayr-Kessler技术时,修复部位滑脱率较高,线性强度约为30 N图2 和 图 5A)5. 在体内, 指深屈肌腱可产生高达75 N的线性牵引力8在创伤后条件下,由于摩擦、肿胀和粘连,该值可能更高9.
当采用双股Kirchmayr-Kessler技术结合腱周连续缝合时(图2 和 图5B)5,PPL组可避免滑脱,而PTFE组则无法避免。尽管如此,PTFE修复的强度(73.41 ± 19.81 N)显著高于PPL(49.90 ± 16.0...
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在本系列实验中,评估了聚四氟乙烯(PTFE)单丝作为屈肌腱修复缝合材料的性能。该方案重现了类似临床的条件 体内 在除两个方面外的所有情况下,情况相同。首先,所施加的载荷 体内 具有重复性,因此循环重复的加载方式可能更为合适。其次,在术后前6周,随着肌腱愈合的进展,修复过程会从以生物力学为主显著地转向以生物学为主,而这一过程在当前条件下无法得到充分解决。 离体 条件。
本方案中使用的聚四氟乙烯(PTFE)材料具有一系列优势特性,包括良好的生物相容性、低表面摩擦力、柔韧性以及优异的线性抗拉强度。然而,由于PTFE需要额外增加几圈打结才能确保结的稳定性,导致结的体积容易过大。这一点在屈肌腱修复中尤为关键,因为过大的结会妨碍肌腱的滑动和愈合。此外,由于缝线表面非常光滑,操作起来可能较为困难。因此,作者目前仍不倾向于在日常临床实践中使用该材料。
自作者经历了一些挫折以来,该实验方案经历了逐步改进。首先,原本计划将从人体尸体获取的肌腱样本使用两次(即在同一屈肌腱的不同位置进行两次修复)...
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作者声明不存在利益冲突。本研究无资金来源。
本研究由霍夫萨纳医院资助。此外,作者谨向(纳伊拉,Serag Wiessner 公司)的 Hafenrichter 女士在实验过程中给予的不懈帮助表示感谢。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Chirobloc | AMT AROMANDO Medizintechnik GmbH | CBM | 手部固定装置 |
| Cutfix 一次性手术刀 | B. Braun Medical Inc, Germany | 5518040 | 安全型单次使用刀片 |
| 粗砂纸/氧化铝 Rhynalox | Indasa | 440008 | 粒度为 ISO P60 的磨料 |
| Fiberloop 4-0 | Arthrex GmbH | AR-7229-20 | 带聚酯编织护套的超高分子量聚乙烯缝线 4-0 |
| G20 套管 Sterican | B Braun | 4657519 | 100 件装包装 |
| 0.9% 等渗盐水瓶装 500 mL | Serag Wiessner GmbH | 002476 | 500 mL 盐水 |
| KAP-S 力传感器 | A.S.T. – Angewandte System Technik GmbH | AK8002 | 测力传感器 |
| Metzenbaum 剪刀(一次性,14 cm) | Hartmann | 9910846 | |
| 螺纹夹具,型号 8133,最大载荷 1 kN | ZwickRoell GmbH & Co. KG, | 316264 | |
| Seralene 3-0 | Serag Wiessner GmbH | LO203413 | 聚丙烯单丝缝线 3-0 |
| Seralene 4-0 | Serag Wiessner GmbH | LO151713 | 聚丙烯单丝缝线 4-0 |
| Seralene 5-0 | Serag Wiessner GmbH | LO103413 | 聚丙烯单丝缝线 5-0 |
| Seramon 3-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO201714 | 聚四氟乙烯缝线 3-0 |
| Seramon 4-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO151714 | 聚四氟乙烯缝线 4-0 |
| Seramon 5-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO103414 | 聚四氟乙烯缝线 5-0 |
| testXpert III 测试软件(组件如下) | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 组件详见以下条目 | 测试软件 |
| 结果编辑器 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035615 | |
| 布局编辑器 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035617 | |
| 报告编辑器 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035620 | |
| 导出编辑器 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035618 | |
| 组织结构编辑器 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035614 | |
| 虚拟测试机 VTM | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035522 | |
| 语言切换功能 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035622 | |
| 上传/下载功能 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035957 | |
| 可追溯性功能 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035624 | |
| 扩展控制模式 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035959 | |
| 视频采集 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035575 | |
| Plus testControl II | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1033655 | |
| 温度控制 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035623 | |
| HBM 连接模块 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035532 | |
| National Instruments 连接模块 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035524 | |
| 视频采集 multiCamera I | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035574 | |
| 视频采集 multiCamera II | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1033653 | |
| 符合 CWA 15261-2 标准的测量系统相关测量不确定度 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1053260 | |
| Zwick Z050 TN 电液伺服材料试验系统 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 58993 | 电液伺服材料试验系统 |
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