Гурьянов А.М.

ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России

Каган И.И.

ГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России

Сафронов А.А.

ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России

Ивлев В.В.

ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России

Линдеров М.Л.

Институт прогрессивных технологий «Тольяттинский государственный университет»

Сравнительная оценка механической прочности и внешнего рельефа микрохирургического шва сухожилия

Журнал: Оперативная хирургия и клиническая анатомия. 2021;5(2): 19-25

Просмотров : 56

Загрузок : 6

Как цитировать

Гурьянов А.М., Каган И.И., Сафронов А.А., Ивлев В.В., Линдеров М.Л. Сравнительная оценка механической прочности и внешнего рельефа микрохирургического шва сухожилия. Оперативная хирургия и клиническая анатомия. 2021;5(2):19-25. https://doi.org/10.17116/operhirurg2021502119

Авторы:

Гурьянов А.М.

ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России

Все авторы (5)

Введение

Несмотря на наличие различных методов сухожильного шва, широкий выбор шовного материала и использование прецизионной техники при реконструкции сухожилий, неуклонно растет число ревизионных вмешательств, увеличиваются сроки временной нетрудоспособности и уровень инвалидизации больных с травмами сухожилий конечностей [1—4]. Высокая частота повреждений — от 20 до 50% от числа всех травм, особенности анатомического строения сухожилий и окружающих их тканей, ошибки лечения, возрастающее число осложнений выдвигают хирургию сухожилий на одно из важных мест в ряду проблем, стоящих перед травматологами. В требованиях, предъявляемые к сухожильному шву, не уделено должного внимания особенностям анатомического строения сухожилий, сложно устроенному футлярному аппарату, восстановлению скользящих свойств сухожилия, особенностям его кровоснабжения [5, 6].

Цель исследования — определение механической прочности и внешнего рельефа разработанного микрохирургического сухожильного шва и сопоставление его с традиционными швами сухожилия.

Материал и методы

Материалом исследования являлись 20 сухожилий поверхностного сгибателя пальцев и икроножной мышцы телят. Длина забираемых сухожилий — 10 см, поперечник — 8—10 мм. Проведены экспериментальные операции по наложению сухожильных шов четырьмя способами: Bunnell—Cuneo, Розова—Kessler—Tajima, Tsuge и разработанным микрохирургическим сухожильным швом [7].

Из традиционно используемых сухожильных швов в исследованиях применены швы Bunnell—Cuneo, Розова—Kessler—Tajima, Tsuge (рис. 1, а—в), которые были выполнены на 15 образцах сухожилий (по 5 образцов на каждый вид шва). Данные виды швов выбраны в связи с их частым применением при реконструктивных операциях на сухожилиях верхних и нижних конечностей [1, 4, 8—10]. Для традиционных швов сухожилий использованы монофиламентные полипропиленовые хирургические шовные нити USP 4/0 с атравматическими иглами круглого сечения. Все швы были двухжильными, т.е. место разрыва сухожилия пересекали две нити. Фиксацию и удерживание сухожилий осуществляли при помощи хирургического пинцета.

Рис. 1. Схемы традиционных сухожильных швов: Bunnell—Cuneo (а), Розова—Kessler—Tajima (б), Tsuge (в) и оригинального микрохирургического шва (г).

Наложение микрохирургического сухожильного шва (рис. 1, г) выполняли при 6—10-кратном оптическом увеличении, используя бинокулярную лупу Санкт-Петербургской МТК «Медилен», микрохирургический инструментарий, хирургические двойные нити PDS 4/0 с атравматическими круглыми иглами и монофиламентную нить PDS 6/0 на атравматической круглой игле фирмы «Ethicon» (США). При наложении микрохирургического шва использовали микрохирургические инструменты, а фиксацию и удерживание сухожилий в процессе сшивания выполняли при помощи разработанного тендодержателя [11].

В ходе экспериментов проводили анализ техники наложения шва; макроскопическую оценку зоны реконструкции; сравнительную анатомо-функциональную оценку различных видов сухожильного шва. Все сухожилия были подвергнуты дистракционным испытаниям с целью определения прочностных свойств традиционно используемых швов и сравнения их с прочностью оригинального сухожильного шва.

Дистракционные исследования сухожилий выполняли на электромеханической машине для циклических испытаний Instron Electropuls E1000 (рис. 2). Изучали абсолютную прочность на разрыв указанных сухожильных швов при скорости перемещения траверсы — 10 мм/мин. В ходе испытаний осуществляли фото- и видеорегистрацию.

Рис. 2. Общий вид испытательной разрывной машины (а) и зажимное устройство с закрепленным образцом сухожилия (б).

Этическим комитетом ОрГМУ установлено соответствие исследования принятым этическим принципам и нормам (протокол заседания локального этического комитета ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава РФ №138 от 01.04.16).

Сравнительный анализ и статистическую обработку полученных данных проводили с применением U-критерия Манна—Уитни, при помощи программного обеспечения Statistica 10. Достоверными считали различия при p<0,05.

Результаты

При проведении серии экспериментальных операций отмечено, что шов Bunnell—Cuneo обеспечивает прочное соединение концов сухожилия. Однако процесс наложения шва является достаточно трудоемким, с большим количеством (около 14—20) вколов и выколов иглы и необходимостью частого перехватывания и сжатия сухожилия пинцетом при проведении иглы с нитью. Расположение узлов в толще сухожильной раны препятствовало качеству адаптации и плотному контакту сухожильных волокон противоположных концов сухожилия. В области стыка, как видно на рис. 3, а, определяется утолщение, концы сухожилия сопоставлены неточно, сухожилие на протяжении шва волнообразно деформировано. К тому же при попытке более плотно сопоставить концы сшиваемого сухожилия и натягивании нитей его деформация нарастала.

Рис. 3. Сухожилия после наложения сухожильных швов: а — Bunnell—Cuneo; б — Розова—Kessler—Tajima; в — Tsuge; г — микрохирургический шов.

Сухожильный шов Розова—Kessler—Tajima по сравнению со швом Bunnell—Cuneo проще в исполнении, предполагает меньшее число вколов и выколов иглы. Шов отличается продольной ориентацией нитей внутри сухожилия, что не вызывает его значительной деформации. Данный шов представляется более анатомичным. Однако петли шва располагаются на поверхности сухожилия, в области стыка определяется утолщение, концы сухожилия сопоставлены неточно, в месте контакта двух его концов выступают узлы и лигатуры (рис. 3, б).

Основной особенностью шва Tsuge является петлевая фиксация нити в обоих концах сухожилия. Как оказалось, шов технически прост в исполнении, не вызывает существенной деформации сухожилия как в зоне петли, так и на протяжении сухожилия. Однако есть недостатки данного шва. Один из них — расположение узлов в толще сухожильной раны. Петля, располагающаяся на поверхности сухожилия, деформирует его. Существенным недостатком данного шва является расположение узлов в месте шва, что снижало качество адаптации и препятствовало плотному контакту концов сухожилия (рис. 3, в).

Разработанный микрохирургический шов позволял точнее сопоставить сшиваемые концы сухожилия (рис. 3, г), что достигалось благодаря применению новой техники шва «от центра к периферии». Вкол иглы производили через точку, расположенную строго по центру торца сухожильной культи, что обеспечивало качественную осевую адаптацию сопоставляемых концов, а выкол — строго по срединной линии сухожилия через предварительно сделанную микронасечку в сагиттальной плоскости. После этого отсекали от иглы одну нить и оставляли ее конец свободным. Иглу с оставшейся в ней нитью вкалывали через место предыдущего выкола и выводили на боковую поверхность сухожилия. Затем прошивали сухожилие в поперечном направлении. Последний вкол иглы выполняли в месте выхода нити на боковую поверхность сухожилия и выводили нить в направлении ранее отсеченного свободного конца нити в зону микронасечки. Обе нити связывали между собой, погружая узел в толщу сухожилия через микроразрез. Данный маневр усиливал прочность сухожильного шва в узле и улучшал скользящие свойства сухожилия. Выполняли аналогичное прошивание второго конца сухожилия. Таким образом, в обоих концах сухожилия формировали полностью погружаемые в его толщу треугольные петли, ориентированные перпендикулярно оси сухожилия.

Более точное сопоставление сшиваемых концов сухожилия достигалось наложением эпитендинозных микрохирургических швов, выполняемых отдельными нитями толщиной 6/0 по периметру сухожилия. Данный этап обеспечивал увеличение прочности шва на разрыв и плотный контакт сшиваемых концов сухожилия, без утолщения зоны шва. Как видно на рис. 3, г, диаметр сухожилия в зоне шва не увеличен, в области стыка концы сухожилия плотно соприкасаются, точно адаптированы по отношению друг к другу, отсутствует деформация сухожилия и элементы шовного материала на его поверхности.

При проведении тракционных испытаний прочность шва Bunnell—Cuneo оказалась несколько выше, чем прочность шва Розова—Kessler—Tajima. Наименьшую прочность на разрыв продемонстрировал шов Tsuge. Оригинальный шов продемонстрировал самые высокие прочностные свойства по сравнению с традиционно используемыми швами. Результаты проведенных дистракционных испытаний по определению прочностных свойств сухожильных швов приведены в таблице. Согласно этим данным при проведении тракционных испытаний оригинальный микрохирургический шов оказался достоверно прочнее швов Розова—Kessler—Tajima (p=0,028) и Tsuge (p=0,012). Микрохирургический шов выдерживал несколько большие нагрузки, чем шрв Bunnell—Cuneo, однако достоверных различий не получено (p=0,094).

Механическая прочность сухожильных швов

Вид швов

Показатели дистракционных испытаний в ньютонах (Н)

данные испытаний

X±Sx

p

Шов Bunnell—Cuneo

55, 47, 55, 47, 48

50,4±4,2

0,094

Шов Розова—Kessler—Tajima

54, 50, 38, 28, 27

39,4±12,3

0,028

Шов Tsuge

26, 31, 17, 29, 16

23,8±6,9

0,012

Микрохирургический шов

67, 74, 54, 61, 51

61,4±9,3

Обсуждение

Изучению прочностных свойств сухожильных швов посвящен ряд исследований [1, 4, 6, 12]. Однако их результаты сложно сопоставлять по той причине, что авторы публикаций, проводя эксперименты, используют различные по своим характеристикам испытательные установки, разные типы шовных материалов и технику сухожильного шва. В источниках литературы мы не нашли анализ и сравнение технических особенностей тенорафии, а также изучение прочности на разрыв именно данной комбинации швов, включая оригинальный способ шва. Ни в одном из проведенных ранее испытаний не применялась микрохирургическая адаптация сшиваемых сухожилий, а также не оценивалось ее влияние на прочность сухожильного шва.

Как показали эксперименты, у всех исследованных способов традиционных швов имеются общие недостатки. Узлы, располагающиеся в зоне шва, препятствовали плотному контакту концов сшитого сухожилия. Элементы шовного материала местами выступают на поверхности сухожилия, нарушая рельеф его скользящей поверхности. Кроме того, не всегда удается добиться точной адаптации сшитых концов. Сухожилие деформируется как в области стыка двух его культей, так и на протяжении шва. По нашему мнению, причина указанных проблем изначально заложена в самой технике традиционных швов, а именно в том, что сухожильные концы прошиваются «от периферии к центру». При этом, как оказалось, место вкола иглы в сухожилие легко контролировать, в то время как место выхода иглы и нити на торцевую часть его культи позиционировать непросто. Чтобы добиться нужной позиции, иногда приходится несколько раз перепроводить иглу в толще сухожилия, нарушая его структуру и кровоснабжение. Многократное перехватывание и сжатия пинцетом при этом дополнительно травмирует и деформирует сухожилие.

При приложении к зоне шва тракционного усилия деформация сухожилия нарастала, что приводило к гофрированию и увеличению его диаметра. Наибольшая деформация сухожилия в ходе испытаний наблюдалась при методике шва по Bunnell—Cuneo, что, по-видимому, обусловлено зигзагообразной ориентацией нитей в толще сухожилия. Меньшая деформация отмечена при шве Розова—Kessler—Tajima, лигатуры в котором ориентированы продольно. Сухожилие, сшитое по Tsuge, практически не деформировалось. Шов Bunnell—Cuneo продемонстрировал хорошие прочностные свойства. Однако в процессе тракции прорезывание шовных нитей сквозь толщу сухожильной ткани возникало при меньшей нагрузке на зону шва по сравнению с другими образцами, что, возможно, было связано с отсутствием петель в структуре шва. Прочность шва Розова Keessler—Tajima при проведении тракционных испытаний оказалась несколько выше, чем при шве Bunnell—Cuneo. Но натяжение петель шва приводило к чрезмерному сдавлению сухожильных пучков наподобие «удавки», что в клинической практике, по нашему мнению, может стать причиной некроза сухожильных волокон, находящихся внутри петель. Деформация сухожилия при этом была менее выражена, что, по-видимому, связано с продольной ориентацией нитей в сухожилии. Шов Tsuge оказался достаточно простым в исполнении и анатомичным, он в меньшей степени деформировал сухожилие, однако в ходе тракционных испытаний данный шов имел наименьшую прочность на разрыв.

Установлено, что концентрация сил, возникающих при растяжении сухожилия, приходилась на зону разрыва, где и были расположены узлы традиционных швов, что приводило к их развязыванию или разрыву нити вблизи от узла. В вышеупомянутых исследованиях несостоятельность шва, как правило, была обусловлена прорезыванием нитей в толще сухожилия. Таким образом, мы пришли к выводу, что узел, являясь слабым местом, должен быть вынесен за пределы зоны напряжения. Эти недостатки мы попытались устранить на модели оригинального шва.

Существенное отличие предлагаемого оригинального микрохирургического шва заключается в том, что достигаются точное осевое и ротационное сопоставление, а также полная адаптация эпитендиния сшиваемых концов сухожилия. Основными особенностями шва стало прошивание «от центра к периферии», т.е. от среза конца сухожилия на его протяженность. Это позволило добиться точной адаптации его концов, а продольное расположение нитей в толще сухожилия препятствовало его деформации. Полное внутриствольное расположение всех элементов шва, поперечная ориентация петли, вынесение узлов за пределы сухожильной раны, дополнительная адаптация зоны разрыва микрохирургическим швом способствовали улучшению его прочностных свойств.

По результатам тракционных испытаний установлено, что микрохирургический шов оказался достоверно прочнее швов Розова—Kessler—Tajima (p=0,028) и Tsuge (p=0,012) и выдерживал несколько большие нагрузки по сравнению со швом Bunnell—Cuneo (p=0,094). Достоверных различий в последнем случае не получено, швы оказались сопоставимы по прочности, однако перечисленные анатомические преимущества оригинального шва по сравнению со швом Bunnell—Cuneo делают оригинальный шов методом выбора в тех зонах, где это его свойство может быть неоспоримым преимуществом. Например, зона костно-фиброзных каналов на кисти, или в случае поверхностного расположения сухожилия (ахиллово сухожилие). Данный шов в значительной степени соответствует анатомическим особенностям пучкового строения сухожилия, особенно делению и соединению сухожильных пучков по длине сухожилия [13].

Заключение

Разработанный микрохирургический сухожильный шов имеет механическую прочность в 61,4±9,3 Ньютонов, гладкий внешний рельеф, что превышает подобные показатели традиционных швов сухожилия. Микрохирургический сухожильный шов обеспечивает анатомическое сопоставление, плотность контакта концов сухожилия в зоне шва и минимизирует травму сухожилия при применении микрохирургического тендодержателя.

Коллектив авторов выражает благодарность директору Лаборатории физики прочности и интеллектуальных диагностических систем Тольяттинского государственного университета Д.Л. Мерсону за предоставленную возможность проведения физико-механических испытаний.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — А.М. Гурьянов, И.И. Каган

Сбор и обработка материала — А.М. Гурьянов, М.Л. Линдеров

Статистическая обработка — В.В. Ивлев, М.Л. Линдеров

Написание текста — А.М. Гурьянов, А.А. Сафронов

Редактирование — И.И. Каган

The participation of the authors:

Concept and design of the study — A.M. Guryanov, I.I. Kagan

Data collection and processing — A.M. Guryanov, M.L. Linderov

Statistical processing of the data — V.V. Ivlev, M.L. Linderov

Text writing — A.M. Guryanov, A.A. Safronov

Editing — I.I. Kagan

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail