Niniejszy protokół ilustruje metodę oceny właściwości biofizycznych napraw ścięgien ex vivo. Materiał szewny z politetrafluoroetylenu (PTFE) oceniono tą metodą i porównano z innymi materiałami w różnych warunkach.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Niniejszy protokół ilustruje metodę oceny właściwości biofizycznych napraw ścięgien ex vivo. Materiał szewny z politetrafluoroetylenu (PTFE) oceniono tą metodą i porównano z innymi materiałami w różnych warunkach.
Wraz z ewolucją materiałów do szycia, nastąpiła zmiana paradygmatów w pierwotnej i wtórnej naprawie ścięgien. Ulepszone właściwości mechaniczne pozwalają na bardziej agresywną rehabilitację i wcześniejszą rekonwalescencję. Jednak, aby naprawa wytrzymała wyższe wymagania mechaniczne, należy ocenić bardziej zaawansowane techniki szycia i wiązania węzłów w połączeniu z tymi materiałami. W tym protokole zbadano zastosowanie politetrafluoroetylenu (PTFE) jako materiału do szycia w połączeniu z różnymi technikami naprawy. W pierwszej części protokołu oceniano zarówno liniową wytrzymałość na rozciąganie, jak i wydłużenie węzła w stosunku do niezawęźlonych pasm trzech różnych materiałów stosowanych w naprawie ścięgien zginaczy. Trzy różne materiały to polipropylen (PPL), polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej z plecionym płaszczem z poliestru (UHMWPE) i politetrafluoroetylen (PTFE). W kolejnej części (eksperymenty ex vivo ze ścięgnami zginaczy zwłok) oceniono zachowanie PTFE przy użyciu różnych technik szwów i porównano je z PPL i UHMWPE.
Ten eksperyment składa się z czterech etapów: pobranie ścięgien zginaczy ze świeżych rąk zmarłych, przecięcie ścięgien w ustandaryzowany sposób, naprawa ścięgien czterema różnymi technikami, montaż i pomiar naprawy ścięgien na standardowym dynamometrze liniowym. UHMWPE i PTFE wykazywały porównywalne właściwości mechaniczne i były znacznie lepsze od PPL pod względem liniowej wytrzymałości trakcyjnej. Naprawy technikami cztero- i sześciopasmowymi okazały się silniejsze niż techniki dwupasmowe. Przenoszenie i wiązanie PTFE jest wyzwaniem ze względu na bardzo niskie tarcie powierzchniowe, ale mocowanie cztero- lub sześciożyłowej naprawy jest stosunkowo łatwe do osiągnięcia. Chirurdzy rutynowo stosują materiał do szycia PTFE w chirurgii sercowo-naczyniowej i chirurgii piersi. Pasma PTFE nadają się do stosowania w chirurgii ścięgien, zapewniając solidną naprawę ścięgien, dzięki czemu można zastosować wczesne schematy aktywnego ruchu w rehabilitacji.
Leczenie urazów ścięgien zginaczy ręki jest przedmiotem kontrowersji od ponad pół wieku. Do lat sześćdziesiątych XX wieku obszar anatomiczny między paliczkiem środkowym a bliższą dłonią nazywano "ziemią niczyją", aby wyrazić, że próby pierwotnej rekonstrukcji ścięgna w tym obszarze były daremne, dając bardzo słabe wyniki1. Jednak w latach sześćdziesiątych XX wieku kwestia pierwotnej naprawy ścięgien została ponownie przeanalizowana poprzez wprowadzenie nowych koncepcji rehabilitacji2. W latach siedemdziesiątych XX wieku, wraz z postępem w neuronaukach, można było opracować nowe koncepcje wczesnej rehabilitacji, w tym dynamiczne szyny3, ale później można było osiągnąć tylko marginalną poprawę. Ostatnio wprowadzono nowe materiały o znacznie poprawionej stabilności całkowania4,5, dzięki czemu skupiono się na problemach technicznych innych niż awaria materiałów do szycia, w tym okablowanie i wyciąganie6.
Do niedawna polipropylen (PPL) i poliester były szeroko stosowane w naprawach ścięgien zginaczy. Pasmo 4-0 USP (Farmakopea Stanów Zjednoczonych) z polipropylenu odpowiadające średnicy 0,150-0,199 mm wykazuje liniową wytrzymałość na rozciąganie mniejszą niż 20 niutonów (N)6,7, podczas gdy ścięgna zginaczy ręki mogą rozwijać in vivo siły liniowe do 75 N8. Po urazach i operacjach, z powodu obrzęków i zrostów, opór tkanki wzrasta bardziej9. Klasyczne techniki naprawy ścięgien obejmowały konfiguracje dwuniciowe, które musiały być wzmocnione dodatkowymi szwami biegowymi epitendens3,10. Nowsze materiały polimerowe Polyblend o znacznie wyższej wytrzymałości liniowej przyniosły postęp techniczny4; pojedyncza nić polyblend z rdzeniem z polietylenu o ultrawysokiej masie cząsteczkowej o długim łańcuchu (UHMWPE) w połączeniu z plecionym płaszczem z poliestru o tej samej średnicy co PPL może wytrzymać siły liniowe do 60 N. Jednak technologie wytłaczania mogą wytwarzać monofilamentowe pasma polimerowe o porównywalnych właściwościach mechanicznych6.
Techniki naprawcze również ewoluowały w ciągu ostatniej dekady. Techniki naprawy ścięgien dwuniciowych ustąpiły miejsca bardziej skomplikowanym konfiguracjom cztero- lub sześciopasmowym11,12. Za pomocą szwu pętelkowego13 można zmniejszyć liczbę węzłów. Łącząc nowsze materiały z nowszymi technikami, można osiągnąć początkową wytrzymałość liniową ponad 100 N4.
W każdym przypadku powinien być zalecany indywidualny schemat rehabilitacji, biorąc pod uwagę specjalne cechy pacjenta i techniki naprawy ścięgien. Na przykład dzieci i dorośli, którzy nie są w stanie wykonywać skomplikowanych instrukcji przez długi czas, powinni być poddani opóźnionej mobilizacji. Mniej silne naprawy powinny być mobilizowane przez sam ruch pasywny14,15. W przeciwnym razie wczesne schematy aktywnego ruchu powinny być złotym standardem.
Ogólnym celem tej metody jest ocena nowego materiału szwów do naprawy ścięgien zginaczy. Aby pochwalić uzasadnienie protokołu, technika ta jest ewolucją wcześniej zatwierdzonych protokołów znajdujących się w literaturze4,10,12,16 jako sposób oceny materiałów do szycia w warunkach przypominających rutynę kliniczną. Korzystając z nowoczesnego systemu do testowania materiałów serwohydraulicznych, można ustawić prędkość trakcji na poziomie 300 mm/min na podobieństwo naprężeń in vivo, w przeciwieństwie do wcześniejszych protokołów wykorzystujących 25-180 mm/min4,10, uwzględniając ograniczenia w oprogramowaniu i sprzęcie pomiarowym. Metoda ta nadaje się do badań ex vivo nad naprawą ścięgien zginaczy, a w szerszym znaczeniu do oceny zastosowania materiałów do zszywania. W naukach o materiałach takie eksperymenty są rutynowo wykorzystywane do oceny polimerów i innych klas materiałów17.
Fazy badania: Badania były prowadzone w dwóch fazach; każda była podzielona na dwa lub trzy kolejne etapy. W pierwszej fazie porównano splotkę polipropylenową (PPL) i splotkę z politetrafluoroetylenu (PTFE). Zarówno nici 3-0 USP, jak i 5-0 USP zostały wykorzystane do naśladowania rzeczywistych warunków klinicznych. Najpierw zbadano właściwości mechaniczne samych materiałów, chociaż są to urządzenia medyczne, materiały te zostały już szeroko przetestowane. W przypadku tych pomiarów zmierzono N = 20 pasm pod kątem liniowej wytrzymałości na rozciąganie. Zbadano również splecione pasma, ponieważ wiązanie zmienia liniową wytrzymałość na rozciąganie i wytwarza potencjalny punkt zerwania. Główna część pierwszej fazy polegała na przetestowaniu wydajności dwóch różnych materiałów w warunkach klinicznych. Ponadto wykonano naprawy rdzenia 3-0 (dwużyłowe Kirchmayr-Kessler z modyfikacjami Zechnera i Penningtona) i przetestowano je pod kątem wytrzymałości liniowej. Dla dodatkowego skrzydła badania, do naprawy dodano epitendencyjny szew biegowy 5-0 dla dodatkowej siły18,19.
W kolejnej fazie przeprowadzono porównanie trzech materiałów do szycia, w tym PPL, UHMWPE i PTFE. Do wszystkich porównań użyto nici USP 4-0, odpowiadającej średnicy 0,18 mm. Pełna lista użytych materiałów znajduje się w Tabeli materiałów. W ostatnim kroku wykonano naprawę rdzenia Adelaide20 lub M-Tang21, jak opisano wcześniej.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten artykuł nie zawiera żadnych badań z udziałem ludzi lub zwierząt przeprowadzonych przez któregokolwiek z autorów. Wykorzystanie materiału ludzkiego było w pełni zgodne z polityką uniwersytetu dotyczącą wykorzystywania zwłok i rozpoznawalnych części ciała, Instytutu Anatomii, Uniwersytetu w Erlangen.
1. Zbierz ścięgna zginaczy
2. Przecięcie ścięgna (Rysunek 1)
3. Naprawa ścięgien
4. Jednoosiowa próba rozciągania
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Naprawy ścięgien: W przypadku stosowania wyłącznie dwuniciowej techniki Kirchmayr-Kesslera odnotowano wysoką częstotliwość wysuwania się szwów, a wytrzymałość liniowa naprawy wynosiła około 30 N (Rysunek 2 i Rysunek 5A)5. In vivo ścięgno mięśnia zginacza głębokiego palców może generować liniową siłę trakcyjną do 75 N8. W warunkach potraumatycznych wartość ta może być jeszcze wyższa ze wzgl...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tej linii eksperymentów nić PTFE została oceniona jako materiał do szycia do naprawy ścięgna zginaczy. Protokół odtwarza warunki, które są podobne do sytuacji in vivo we wszystkich aspektach z wyjątkiem dwóch. Po pierwsze, obciążenia stosowane in vivo są powtarzalne, więc cyklicznie powtarzający się rodzaj obciążenia może być bardziej odpowiedni. Po drugie, w ciągu pierwszych 6 tygodni po operacji następuje znaczące przejście od biomechaniki w kierunku biologii w miarę postępu gojenia ścięgien, co jes...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie ma dla nich konfliktu interesów. Nie ma źródła finansowania.
Badanie zostało przeprowadzone dzięki funduszom ze Szpitala Sana Hof. Ponadto autorzy pragną podziękować pani Hafenrichter (Serag Wiessner, Naila) za jej niestrudzoną pomoc w przeprowadzaniu eksperymentów.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Chirobloc | AMT AROMANDO Medizintechnik GmbH | CBM | Ręczne mocowanie |
| Cutfix Jednorazowy skalpel | B. Braun Medical Inc, Niemcy | 5518040 | Bezpieczne ostrze jednorazowego |
| Gruboziarnisty papier/ tlenek glinu Rhynalox | Indasa | 440008 | ścierniwo o ziarnistości ISO P60 |
| Fiberloop 4-0 | Arthrex GmbH | AR-7229-20 | Polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej z plecioną kurtką z poliestru Kaniula 4-0 |
| G20 Sterican | B Braun | 4657519 | opakowanie 100 sztuk |
| Sól fizjologiczna 0,9% Opakowanie 500 ml | Serag Wiessner GmbH | 002476 | Saline 500 mL |
| KAP-S Force Przetwornik | A.S.T. – Angewandte System Technik GmbH | AK8002 | Czujnik wagowy |
| Metzenbaum Nożyczki (jednokierunkowe, 14 cm) | Hartmann | 9910846 | |
| Uchwyty śrubowe, Typ 8133, Fmax 1 kN | ZwickRoell GmbH & Co. KG,316264 | ||
| Seralene 3-0 | Serag Wiessner GmbH | LO203413 | Polipropylene Strand 3-0 |
| Seralene 4-0 | Serag Wiessner GmbH | LO151713 | Pasmo polipropylenowe 4--0 |
| Seralene 5-0 | Serag Wiessner GmbH | LO103413 | Polipropylen Strand 5-0 |
| Seramon 3-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO201714 | Politetrafluoroetylen 3-0 |
| Seramon 4-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO151714 | Politetrafluoroetylen 4-0 |
| Seramon 5-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO103414 | Politetrafluoroetylen 5-0 |
| testXpert III oprogramowanie testowe (Komponenty poniżej) | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | Zapoznaj się z poniższymi punktami dotyczącymi | oprogramowania do testowania |
| Edytor wyników | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035615 | |
| Edytor układu | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035617 | |
| Edytor raportów | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035620 | |
| Eksport Redaktor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035618 | |
| Organizacja Redaktor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035614 | |
| Wirtualna maszyna testująca VTM | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035522 | |
| Zamiana języków | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035622 | |
| Przesyłanie/pobieranie | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035957 | |
| Traceability | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035624 | |
| Rozszerzony tryb sterowania | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035959 | |
| Nagrywanie wideo | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035575 | |
| Plus testControl II | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1033655 | |
| Regulacja temperatury | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035623 | |
| połączenie HBM | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035532 | |
| National Instruments connection | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035524 | |
| Przechwytywanie wideo multiCamera I | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1035574 | |
| Przechwytywanie wideo multiCamera II | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1033653 | |
| Niepewność pomiaru związana z systemem pomiarowym zgodnie z CWA 15261-2 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 1053260 | |
| System testowania materiałów serwohydraulicznych Zwick Z050 TN | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Niemcy | 58993 | system testowania materiałów serwohydraulicznych |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.