Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

СОСТОЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ МЕЖКИШЕЧНЫХ АНАСТОМОЗОВ, СФОРМИРОВАННЫХ ПРИ ПОМОЩИ ИМПЛАНТАТОВ ИЗ НИТИНОЛА, ПОЛУЧЕННОГО ПОСЛОЙНЫМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫМ СИНТЕЗОМ

Мохов Е.М. 1 Розенфельд И.И. 1 Соколов Ю.А. 1
1 ГБОУ ВПО «Тверская ГМА» МЗ России
В экспериментальном исследовании на 30 собаках при наложении межкишечного анастомоза применён имплантат из нитинола (металлического сплава с эффектом памяти формы), полученного послойным электронно-лучевым синтезом. Всего сформировано 60 анастомозов. В зависимости от вида они были разделены на 3 исследовательские группы (по 20 в каждой): группа I – анастомоз, сформированный при помощи хирургической шовной нити и кишечной иглы; группа II – компрессионный анастомоз, сформированный имплантатом из нитинола, полученного традиционным способом; группа III – компрессионный анастомоз, сформированный имплантатом из нитинола, полученного послойным электронно-лучевым синтезом. Для оценки результатов работы использовался метод пневмопрессии. Статистическая обработка данных осуществлялась расчётом распределения признака М ± m по критерию Крускала – Уоллиса и критерию Данна. Проведённое экспериментальное исследование показало высокую механическую герметичность компрессионных межкишечных анастомозов. Во все сроки исследований она была выше герметичности соустий, сформированных ручным швом, исключая 1-е сутки после операции. Кроме того, механическая герметичность анастомозов группы III превышала таковую в группе II, за исключением третьих суток. Результаты исследования свидетельствуют о том, что имплантаты из нитинола, полученного электронно-лучевым синтезом, создают более надёжную компрессию кишечных стенок, что обеспечивает достаточную механическую герметичность анастомозов. Результаты исследования дают основание считать, что использование новых имплантатов при наложении анастомозов полых органов пищеварительного тракта в клинике приведёт к снижению числа развития их несостоятельности и связанных с этим послеоперационных осложнений.
межкишечный анастомоз
механическая прочность
имплантат
нитинол
эффект памяти формы
послойный электронно-лучевой синтез
1. Абрамов Е.К. О прочности бесшовных межкишечных анастомозов (экспериментальное исследование) // Материалы научно-практической конференции врачей 2-й клинической больницы. – Смоленск, 2013. – С. 144–150.
2. Горфинкель И.В. О технике анастомозов на желудочно-кишечном тракте / И.В. Горфинкель, Ю.В. Чирков // Хирургия. – 2001. – № 6. – С. 79–85.
3. Зиганьшин Р.В. Разработка и применение устройств из сплава с памятью формы в хирургии желчевыводящих путей / Р.В. Зиганьшин, Б.К. Гиберт, В.Э. Гюнтер // Тезисы докладов III Всесоюзной научно-практической конференции «Эффекты памяти формы и сверхэластичности и их применение в медицине». – Томск, 2012. – С. 107–113.
4. Гюнтер В.Э. Эффекты памяти формы и их применение в медицине / В.Э. Гюнтер, В.Л. Итин, Л.А. Монасевич и др. – Новосибирск: Наука, 2010. – 792 с.
5. Мрих О.В. Профилактика и лечение несостоятельности кишечных анастомозов с использованием биоэксплантатов: автореф. дис. ... канд. мед. наук: 14.00.27. – Уфа, 2000. – 22 с.
6. Шараевский М.А. Формирование линейных компрессионных тонкокишечных анастомозов с использованием устройства из никелида титана (экспериментальное исследование): дис. ... канд. мед. наук: 14.00.27. – Томск, 2009. – 168 с.
7. Erdem E. Effects of Intraperitoneal Chemotherapy and GM–CSF on Anastomotic Healing: An Experimental Study in Rats / E. Erdem, S. Dine, D. Erdem et al. // Journal of Surgical Research. – 2012. – Vol. 107 (4). – P. 11–16.
8. Irwin S.T. Single layer anastomosis in the upper gastrointestinal tract / S.T. Irwin, Z.H. Krukowski, N.A. Matheson // British Journal of Surgery. – 2000. – Vol. 79 (5). – P. 563–674.
9. Morgan W.P. Management of obstructing carcinoma of the left colon by extended right hemicolectomy / W.P Morgan, N. Jenkins, P. Lewis, D.A. Aubrey // The American Journal of Surgery.– 2013. – Vol. 109 (2). – P. 307–309.
10. Semevolos S.A. In vitro bursting pressures of jejunal enterotomy closures in llamas / S.A. Semevolos, S.K. Reed, K. Gamble // Vet Surgery. – 2009. – Vol. 30 (3). – P. 44–57.

В практике абдоминальной хирургии часто возникает необходимость соединения между собой различных отделов желудочно-кишечного тракта (наложения анастомозов). Известен способ создания компрессионных желудочно-кишечных и межкишечных соустий при помощи имплантатов из нитинола с эффектом памяти формы. Восстановление непрерывности кишечной трубки с использованием данной методики упрощает выполнение операции и повышает надёжность сформированных соединений [1, 4].

Способность нитиноловых имплантатов запоминать форму (восстанавливать исходную форму при нагреве) находит достаточно широкое применение в медицине. Сплавы на основе нитинола выдерживают сотни тысяч циклов знакопеременной деформации без разрушения, обладают высокой прочностью, коррозионной стойкостью и биологической совместимостью с тканями организма [3, 4].

В настоящее время в России наблюдается острая нехватка технологического плавильного оборудования для получения нитиноловых сплавов, в связи с чем изготовленные из этих сплавов устройства для наложения анастомозов не всегда соответствуют требованиям, гарантирующим безопасность хирургического вмешательства. В частности, недостаточная степень компрессии имплантатом стенки кишки в месте его установки может привести к механической негерметичности наложенного соустья.

Процесс послойного электронно-лучевого синтеза обеспечивает изготовление полнофункциональных имплантатов из гранул нитинола с помощью электронного луча. Высокая энергия электронного пучка позволяет добиться высокой скорости наплавки и малого времени кристаллизации расплавленного нитинола. Это позволяет получить имплантаты с высокими механическими и теплофизическими свойствами, в первую очередь с более надёжной степенью компрессии и полным возвращением изделия к исходной форме.

Вышеуказанные данные говорят об актуальности изучения вопросов применения имплантатов, полученных с помощью новой технологии, при анастомозировании полых органов желудочно-кишечного тракта.

Целью настоящей работы явилось изучение в эксперименте механической прочности анастомозов кишечной трубки, сформированных при помощи имплантата из нитинола, полученного послойным электронно-лучевым синтезом.

Материал и методы исследования

Экспериментальное исследование проведено на 30 взрослых беспородных собаках. Собака имеет схожее с человеком строение кишечника, в связи с чем и была выбрана для эксперимента [5]. Хирургические операции выполнены на тонкой кишке. Осуществлялось формирование межкишечных анастомозов по типу «бок в бок».

Исследование было одобрено этическим комитетом ГБОУ ВПО «Тверская ГМА» МЗ России соответствующим протоколом. Все эксперименты на лабораторных животных были выполнены в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», утверждёнными приказом МЗ СССР № 755 от 12.08.1977 года, и основываясь на положениях Хельсинкской Декларации Всемирной Медицинской Ассоциации от 1964 года, дополненной в 1975, 1983, 1989 и 2000 годы [3]. Исследовательская работа проводилась на базе экспериментальной лаборатории и вивария ГБОУ ВПО «Тверская ГМА» МЗ России. Животные прооперированы с соблюдением всех правил асептики и с использованием комбинированной анестезии.

Все животные ранее были вакцинированы от бешенства и дегельминтизированы. В опыте использовались собаки массой 10–20 кг. Выбраковывались длинношерстные особи, чрезмерно агрессивные, с кожными и другими заболеваниями, беременные, а также животные моложе 1 года и старше 6 лет. Возраст собак определялся по зубной таблице, предложенной Западнюк И.П. [1, 3].

Всего наложено 60 тонко-тонкокишечных анастомозов. Сформированные соустья были разделены на 3 исследовательские группы (по 20 в каждой группе). Группу 1 составили анастомозы, наложенные с помощью хирургической шовной нити и кишечной иглы; группу 2 – компрессионные анастомозы, наложенные с помощью имплантата из нитинола, полученного традиционным способом; группу 3 – компрессионные анастомозы, наложенные с помощью имплантата из нитинола, полученного послойным электронно-лучевым синтезом.

Механическую прочность межкишечных анастомозов, сформированных различными способами, оценивали на 1-е, 3-е, 14-е и 30-е сутки после хирургической операции методом пневмопрессии по методике Матешука B.П. [4, 7]. Для этого использовали пневмопрессор, который состоял из манометра, груши для накачивания воздуха и раздувающейся головки на конце силиконового шланга. Манометр позволял измерять давление в пределах от 10 до 260 ± 5 мм рт.ст. По данным литературы, давление в желудочно-кишечном тракте находится в пределах 3330–4660 Па (25–35 мм рт.ст.) [8].

Измерение выполняли следующим образом: в просвет иссечённого участка кишки с анастомозом вводили силиконовый шланг, соединённый с манометром, кишку с обеих сторон стягивали прочной лигатурой. Макропрепарат помещали под воду и затем медленно нагнетали воздух, контролируя показания манометра.

Пределом механической прочности анастомоза считалось давление, при котором в воде, над швом соустья, появлялись пузырьки воздуха (рисунок). Если при достижении максимального давления манометра пузырьки воздуха не появлялись, то считали, что межкишечный анастомоз сохраняет механическую герметичность при давлении в 34668 Па (260 мм рт.ст.). Анастомоз считали механически герметичным, если он выдерживал давление не менее 6667 Па (50 мм рт.ст.) [8, 10]. Полученные данные переводили в единицы СИ (Па) согласно ГОСТ 8.417–2002 «Единицы величин» (от 01.09.2003), при этом 1 мм рт.ст. = 133,34 Па [2].

Статистическая обработка данных осуществлялась расчётом распределения признака М ± m, где М – средняя арифметическая и m – средняя ошибка средней арифметической анализируемых показателей. Поскольку объём выборки не соответствовал закону нормального распределения, то для оценки одинакового признака в трёх независимых группах использовался непараметрический ранговый Н – критерий Крускала – Уоллиса. При этом если выявлялось различие между исследуемыми группами (отвергалась нулевая гипотеза), то дополнительно определялось, между какими именно попарными группами (I–II; I–III; II–III) есть достоверные статистически значимые различия при помощи непараметрического рангового Q – критерия Данна. Различия считались статистически значимыми при уровне значимости p < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты исследования механической прочности анастомозов методом пневмопрессии представлены в таблице.

pic_34.tif

Метод пневмопрессии

Результаты исследования механической прочности анастомозов методом пневмопрессии (Па)

Срок исследования, сутки

Показатель давления разрыва анастомоза, Па

группа I

(n = 20)

группа II

(n = 20)

группа III

(n = 20)

1-е

20000

18700

19390

19880

19500

19470

19550

18900

19850

18000

19330

18900

18400

20000

20010

М + m

19166 ± 406

(р1-2 > 0,05)

19286 ± 229

(р2-3 > 0,05)

19524 ± 194

(р1-3 > 0,05)

3-и

12010

15450

16550

11930

14900

16010

11970

14600

15430

13000

15550

16020

12000

13600

15010

М ± m

12182 ± 205

(р1-2 < 0,05)

14820 + 352

(р2-3 > 0,05)

15804 ± 266

(р1-3 < 0,05)

14-е

21670

25630

26300

22330

24760

26760

21000

25040

27590

22570

24050

27760

22450

24870

26470

М + m

22004 ± 295

(р1-2 < 0,05)

24870 ± 254

(р2-3 < 0,05)

26976 ± 296

(р1-3 < 0,05)

30-е

32630

34668

34668

31320

32870

34668

31430

32670

34668

31480

33590

34668

32570

34600

34668

М + m

31886 ± 293

(р1-2 < 0,05)

33680 ± 419

(р2-3 < 0,05)

34668 ± 0

(р1-3 < 0,05)

По литературным данным, в раннем послеоперационном периоде изменение внутриполостного давления носит однотипный характер: в течение первых 24–36 часов оно составляет для тонкой кишки 1080 ± 93 Па, а затем в течение суток возвращается к исходному значению. Критический уровень приводящего к недостаточности анастомоза внутриполостного давления, сохраняющегося в течение 10 и более часов, при этом составляет 1667–1733 Па [6, 7].

Известно, что в первые сутки все анастомозы, как ручные, так и компрессионные, физически герметичны. Наименьшая механическая герметичность соустья, как ручного, механического, так и компрессионного, наблюдается на 3–5-е сутки [4, 8]. Это объясняется тем, что на фоне окончательно несформированной соединительнотканной спайки к этому времени в кишечном шве фиксация тканей нитями или устройствами значительно уменьшается за счёт релаксации тканей, некроза и ишемии. При этом на 6–7-й день давление разрыва значительно возрастает, а к 8–14-му дню приближается к величине давления разрыва интактной стенки кишки [6] за счёт активного синтеза нового коллагена, организации фибрина, стихания воспаления.

Традиционные устройства из нитинола с эффектом памяти формы в виде канцелярской скрепки, где 15 % периметра выполняется ручным лигатурным швом, показали, что механическая герметичность компрессионного шва со 2-х по 5-е сутки снижается до 12267 Па, и в этот период он уступает по прочности ручному [4]. В исследованиях В.В. Спирева и О.А. Фатюшиной [2], посвящённых применению компрессионных циркулярных анастомозов, давление разрыва не снижалось на 3-и сутки ниже 13340 Па и значительно превышало подобные показатели для ручного шва, что объясняется отсутствием лигатурной порции.

В проведённых нами исследованиях несостоятельной была ручная лигатурная часть периметра компрессионного анастомоза, причём пузырьки воздуха появлялись в местах проколов иглы, а не между стежками. Объяснение данного факта изложено в работах, посвящённых механической герметичности кишечного шва [3, 5]. В этом заключается ключевая особенность любого компрессионного анастомоза по типу «бок в бок»: прочность соустья определяется ручной лигатурной порцией периметра.

Результаты нашего исследования показывают, что статистически значимых различий анастомозов по степени прочности в первые сутки после операции между группой I, группой II и группой III не было (р > 0,05), исключая 3-и сутки эксперимента, когда прочность анастомозов группы III превышала таковую соустий группы I и группы II (р < 0,05).

По данным литературы, заживление анастомозов полых органов желудочно-кишечного тракта напрямую зависит от выраженности воспалительных изменений в кишечном шве [3]. Снижение механической герметичности анастомоза на 3–5-е сутки объясняется прогрессированием альтерации, которая преобладает над процессами репаративной регенерации. При формировании компрессионного анастомоза, как было подтверждено, выраженность воспалительной реакции ниже, чем в ручном лигатурном шве.

Механическая прочность анастомозов, сформированных нитиноловыми имплантатами, изготовленными по новой технологии, превосходила таковую на 14-е и 30-е сутки после операции в группе I и в группе II (р < 0,05).

Заключение

Таким образом, изучение компрессионных межкишечных анастомозов показало их высокую механическую прочность. Во все сроки исследований она была выше прочности соустий, сформированных традиционным ручным способом, исключая 1-е сутки после операции. Кроме того, механическая прочность анастомозов группы III превышала таковую в группе II, за исключением третьих суток.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что имплантаты из нитинола, полученные электронно-лучевым синтезом, обеспечивают более надёжную компрессию кишечных стенок, обеспечивая достаточную герметичность формируемых соединений. В связи с этим имеются основания считать, что использование новых имплантатов при наложении анастомозов кишечной трубки в клинике приведёт к снижению числа послеоперационных осложнений, обусловленных развитием несостоятельности сформированных соустий.

Рецензенты:

Цай Г.Е., д.м.н., профессор кафедры топографической анатомии и оперативной хирургии, ГБОУ ВПО «Тверская ГМА» МЗ России, г. Тверь;

Никольский А.Д. д.м.н., профессор кафедры госпитальной хирургии с курсом урологии, ГБОУ ВПО «Тверская ГМА» МЗ России, г. Тверь.

Работа поступила в редакцию 03.04.2014.


Библиографическая ссылка

Мохов Е.М., Розенфельд И.И., Соколов Ю.А. СОСТОЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ МЕЖКИШЕЧНЫХ АНАСТОМОЗОВ, СФОРМИРОВАННЫХ ПРИ ПОМОЩИ ИМПЛАНТАТОВ ИЗ НИТИНОЛА, ПОЛУЧЕННОГО ПОСЛОЙНЫМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫМ СИНТЕЗОМ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 4-3. – С. 564-568;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33961 (дата обращения: 09.08.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074