Politetrafluoroetilene (PTFE) come materiale di sutura nella chirurgia dei tendini
6 ottobre 2022
Il presente protocollo illustra un metodo per valutare ex vivo le proprietà biofisiche delle riparazioni tendinee. Un materiale di sutura in politetrafluoroetilene (PTFE) è stato valutato con questo metodo e confrontato con altri materiali in condizioni diverse.
Con questo protocollo, siamo stati in grado di valutare le proprietà meccaniche di una riparazione del tendine flessore. Nuovi sviluppi, come la resistenza alla trazione lineare, possono essere valutati in modo affidabile in questo modo. È possibile rilevare anche lievi differenze.
Per iniziare, posiziona un arto superiore cadaverico fresco sul tavolo da dissezione, con il lato palmare ventrale rivolto verso il chirurgo. Utilizzando un bisturi numero 15, posizionare un'incisione longitudinale mediana al dito indice sul lato palmare, a partire dalla falange distale, distalmente verso la puleggia A1 sopra l'articolazione metacarpo-falangea. Recidere longitudinalmente le pulegge A1 e A2 senza ferire i tendini flessori, quindi recidere il flessore digitorum profundus a livello dell'articolazione interfalangea distale usando un bisturi.
Utilizzare un divaricatore tendineo per impostare il tendine sotto trazione e recuperare il flessore digitorum profundus a livello della puleggia A1. Quindi, fare un'incisione trasversale di sei centimetri sulla piega della rasceta, usando un bisturi numero 15. Fai un'altra incisione trasversale di 10 centimetri prossimale alla rasceta.
Successivamente, eseguire un'incisione longitudinale sulla mediana del lato palmare dell'avambraccio, collegando le due incisioni trasversali. Sviluppare due lembi cutanei opposti a livello della fascia dell'avambraccio per esporre i tendini flessori. I tendini flessori sono facilmente identificabili sotto la pelle.
Ancora una volta, utilizzare un divaricatore tendineo per posizionare il tendine del flessore digitorum sotto trazione e ritrarre il tendine prossimale al polso. Recidere il tendine alla giunzione muscolotendinea per la massima lunghezza del tendine con un bisturi numero 11 e posizionare il campione di tendine in 500 millilitri di soluzione salina allo 0,9%. Ripeti questi passaggi per il terzo-quinto dito.
Fissare il campione di tendine su una piastra di polistirene espanso con perni o cannule calibro 18 e transettare il tendine nel mezzo, usando un bisturi con una lama numero 11. Successivamente, per la riparazione del nucleo a 4 fili di Adelaide, inserire l'ago nel moncone sinistro del tendine transettato e seguire il percorso del tendine sul lato del chirurgo per 1,5 centimetri e uscire sulla superficie del tendine. Inserire l'ago tre millimetri a sinistra e prendere un morso di tre millimetri, uscendo verso il chirurgo.
Quindi, inserire l'ago tre millimetri a destra, vicino al punto di uscita del primo percorso, e seguire il tendine di lato fino al moncone sinistro. Inserire l'ago nel moncone destro in un percorso nella parte esterna del tendine e uscire a circa 1,5 centimetri a destra del moncone. Quindi, inserire nuovamente l'ago a tre millimetri a destra.
Prendi una presa ed esci sul lato del tendine. Inserire l'ago verso il moncone destro, entrando a circa tre millimetri a sinistra. Esci dal moncone destro ed entra di nuovo nel moncone sinistro per 1,5 centimetri.
Afferrare una porzione del tendine di tre millimetri con la sutura e uscire vicino alla linea mediana. Reinserire l'ago tre millimetri più vicino al moncone e seguire la direzione del tendine verso destra, assicurandosi di uscire dal moncone. Inserire l'ago nel moncone destro e seguire le fibre del tendine a circa 1,5 centimetri a destra.
Uscire in superficie. Rientrare nel tendine più a destra e afferrare, mirando al lato opposto. Inserire l'ago tre millimetri a sinistra e seguire il tendine, uscendo dal moncone.
Ora, legare un nodo chirurgico con otto lanci, alternando manualmente la direzione. Per la riparazione del nucleo a 6 fili M-Tang, inserire l'ago dell'anello a circa 1,5 centimetri dal moncone destro del tendine e afferrare una porzione del tendine di circa tre millimetri. Quindi, passare l'ago attraverso il cappio e inserire l'ago nella superficie del tendine.
Seguire il percorso del tendine e uscire tra i monconi. Reinserire l'ago nel moncone opposto e seguire il tendine nel piano profondo per 1,8 centimetri. Esci sulla superficie del tendine.
Quindi, inserisci tre millimetri vicino al moncone. Segui un percorso trasversale verso il lato opposto del tendine e esci lì. Inserire l'ago recante l'anello tre millimetri a sinistra, più lontano dai monconi.
Seguire il percorso del tendine e uscire tra i monconi. Rientrare sul moncone opposto e uscire 1,5 centimetri a destra sulla superficie del tendine. Tagliare uno dei due fili che armano l'ago con le forbici.
Quindi, inserire l'ago e afferrare una porzione di tre millimetri del tendine. Legare manualmente un nodo chirurgico con otto lanci, alternando la direzione. Prendi un'altra sutura ad anello ed esegui una sutura Tsuge afferrando una porzione del tendine di circa tre millimetri a 1,5 centimetri a destra.
Reinserire l'ago e seguire il percorso del tendine verso sinistra. Uscita tra i ceppi. Rientrare nel moncone sinistro e seguire il percorso del tendine per 1,5 centimetri.
Esci sulla superficie del tendine. Tagliare uno dei due fili che armano l'ago con un paio di forbici e reinserire l'ago, afferrando tre millimetri del tendine. Infine, legare manualmente un nodo chirurgico con otto lanci, alternando la direzione.
Qui viene mostrata la resistenza alla trazione lineare del polipropilene e del politetrafluoroetilene, quando si utilizza la tecnica Kirchmayr-Kessler. Non c'era differenza tra i due materiali in termini di resistenza alla trazione lineare, sebbene il politetrafluoroetilene fosse leggermente più debole a causa dello slittamento. Quando veniva utilizzata una sutura epitendinea, lo slittamento era meno problematico per le riparazioni del polipropilene, ma la riparazione si ruppe a circa 50 Newton.
Al contrario, le riparazioni con politetrafluoroetilene fallirono a circa 70 Newton a causa dello slittamento. Con la combinazione di una riparazione più forte, come "Adelaide" a 4 fili o M-Tang a 6 fili, e un materiale di sutura più forte, come il politetrafluoroetilene o il multifilo, è stato possibile ottenere una resistenza alla tensione lineare di 75 Newton o più. Non è stato osservato alcun vantaggio significativo della tecnica a 4 filamenti rispetto alla tecnica a 6 filamenti.
Un riepilogo dei risultati delle riparazioni del tendine flessore è mostrato qui. Le riparazioni con politetrafluoroetilene hanno mostrato una resistenza alla trazione di picco paragonabile al multifilo. Entrambe le riparazioni erano significativamente più resistenti di quelle con polipropilene.
Le riparazioni devono essere eseguite simmetricamente su entrambi i monconi del tendine reciso. La sutura multifilo deve essere risciacquata in modo che la sutura scivoli uniformemente attraverso le fibre del tendine. I nodi della riparazione pongono alcuni problemi.
Forse in futuro si potrà sviluppare qualche tipo di riparazione senza nodi.
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Panoramica
Questo protocollo illustra un metodo per valutare le proprietà meccaniche dei ripari tendinei ex vivo. Valuta in particolare le prestazioni del materiale di sutura in politetrafluoroetilene (PTFE) rispetto ad altri materiali in condizioni variabili.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Biomeccanica
- Riparazione del tendine
- Valutazione del materiale
Sfondo
- Le lesioni dei tendini richiedono metodi chirurgici di riparazione efficaci.
- Comprendere le proprietà meccaniche è fondamentale per valutare le tecniche di riparazione.
- Diversi materiali di sutura possono influenzare gli esiti della riparazione.
- Questo studio si concentra su un metodo specifico per valutare tali proprietà.
Scopo dello studio
- Valutare le proprietà meccaniche delle riparazioni dei tendini flessori.
- Confrontare le prestazioni del materiale di sutura in PTFE con altri materiali.
- Stabilire un metodo affidabile per la valutazione della resistenza della riparazione tendinea.
Metodi Utilizzati
- Utilizzo di arti superiori cadaverici freschi per i test.
- Creazione di un'incisione longitudinale mediana sulla faccia palmare.
- Dissezione accurata per evitare lesioni ai tendini flessori.
- Valutazione della resistenza alla trazione lineare e di altre proprietà meccaniche.
Risultati principali
- È stata ottenuta una valutazione affidabile delle proprietà meccaniche.
- Sono state rilevate differenze nelle prestazioni tra i materiali di sutura.
- Il metodo consente una valutazione precisa delle riparazioni tendinee.
- Il PTFE ha mostrato vantaggi specifici nelle condizioni testate.
Conclusioni
- Il protocollo fornisce uno strumento prezioso per la valutazione della riparazione dei tendini.
- Può aiutare a orientare la scelta dei materiali per sutura nella pratica clinica.
- Studi futuri potrebbero ampliare i risultati di questa ricerca.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La valutazione quantitativa dei materiali per sutura come il PTFE nella riparazione dei tendini informa direttamente la selezione dei materiali e l'ottimizzazione delle tecniche nello sviluppo preclinico dei dispositivi. Il confronto delle proprietà meccaniche consente una previsione affidabile della durata della riparazione, sostenendo la continuità traslazionale dai test in laboratorio alla fattibilità clinica. Queste informazioni sono fondamentali per i team di ricerca e sviluppo che danno priorità a strategie di riparazione solide e riproducibili nei percorsi terapeutici muscoloscheletrici.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Prima Fase della Scoperta e Validazione del Target
- Permette test rigorosi delle ipotesi sulle prestazioni del materiale suturale sotto stress biomeccanici controllati.
- Supporta la riduzione dei rischi meccanicistici isolando i contributi del materiale e della tecnica alla resistenza della riparazione.
- Facilita il triage del portafoglio identificando materiali con profili meccanici superiori per ulteriori sviluppi.
Sviluppo di screening e saggi
- Stabilisce modelli di tendine es vivo validati per flussi di lavoro standardizzati di test meccanici.
- Fornisce output riproducibili e quantitativi, come la resistenza alla trazione lineare e le metriche di allungamento.
- Consente la scalabilità dei saggi e confronti incrociati tra materiali per la selezione di dispositivi e biomateriali.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea i risultati dei test meccanici a endpoint clinicamente rilevanti per la durata della riparazione del tendine.
- Permette una transizione continua dalla valutazione dei materiali nella fase di scoperta alla validazione nei modelli preclinici.
- Fornisce dati corretti per il rischio utili a orientare lo sviluppo dei materiali per suture verso studi traslazionali.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo protocollo colloca la valutazione delle proprietà meccaniche dei materiali di sutura all'interfaccia tra biologia della scoperta e valutazione preclinica di dispositivi, consentendo una selezione basata sui dati per la ricerca traslazionale successiva.
- Biologia della scoperta: Quantifica la resistenza alla riparazione e i modi di rottura per chiarire i meccanismi specifici dei materiali.
- Screening: Fornisce saggi standardizzati e riproducibili per confrontare materiali e tecniche di sutura.
- Analisi: Genera letture quantitative (ad esempio, resistenza massima a trazione, allungamento) per analisi statistiche solide.
- Ricerca traslazionale: Collega i dati meccanici ex vivo ai requisiti dei modelli preclinici per la riparazione del tendine.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma riutilizzabile per la valutazione continua di biomateriali e dispositivi.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva nelle prestazioni del materiale e nella durata della riparazione.
- Valore operativo: Standardizza i test meccanici e consente confronti riproducibili tra materiali diversi.
- Valore strategico: Fornisce informazioni per decisioni di avanzamento o meno dello sviluppo del materiale e riduce il rischio di guasti del dispositivo in fasi avanzate.
- Impatto sul portafoglio: Supporta la priorizzazione basata sul rapporto rischio-beneficio dei materiali per sutura e delle tecniche di riparazione da sviluppare ulteriormente.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche nei test biomeccanici e nelle tecniche di dissezione dei tendini.
- Necessita dell'accesso a campioni di tessuto ex vivo e a strumentazione di dinamometria lineare calibrata.
- Richiede una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro per quanto riguarda le tecniche di riparazione e i protocolli di misurazione.
- Potrebbe essere necessaria un'adattamento per diversi tipi di tendini o specie nei modelli preclinici.
- L'elevata scorrevolezza superficiale del PTFE comporta difficoltà nel nodo e nella manipolazione, che devono essere affrontate.
