| Реферат |
Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой хирургии. Осуществляют размещение пластины с игольчатой матрицей внутри испытуемого магистрального сосуда для выполнения отверстий в стенке сосуда. При этом игольчатая матрица, представляет собой платформу с жестко закрепленными на ней под прямым углом 10 колющими иглами диаметром 0,3 мм и длиной 5 мм. Осуществляют прокол стенки испытуемого сосуда игольчатой матрицей, после выполнения прокола извлекают пластину с игольчатой матрицей из сегмента сосуда. Выполняют наложение на дистальный конец сосуда зажима, в проксимальный конец вводят канюлю, соединенную с системой, подающей жидкость под давлением, подают жидкость под заданным давлением. Изучают динамику утечки жидкости из сосуда через перфорации в выбранном диапазоне давлений. Затем испытуемый сосуд опорожняют и на просушенную салфетками область сосуда с перфорациями наносят испытуемый клей, выжидают время для отверждения нанесенного клея. После чего сосуд вновь наполняют жидкостью и изучают динамику утечки жидкости из сосуда через перфорации в выбранном диапазоне давлений, после чего сравнивают динамику утечки жидкости в сосуде без клея и после нанесения клея. В частном случае иглы игольчатой матрицы расположены на платформе в 2 ряда по 5 игл на одной линии. В частном случае колющие иглы расположены в 2 ряда по 5 игл в шахматном порядке с расстоянием между рядами 6 мм. В частном случае модифицируемый сосуд представляет собой магистральный сосуд аллогенного происхождения. В частном случае модифицируемый сосуд представляет собой магистральный сосуд ксеногенного происхождения. Способ позволяет создать в сосудистой стенке строго одинаковых проколов, имитирующих проколы, образующиеся при наложении сосудистых швов при изучении герметизирующих свойств медицинских клеев. 4 з.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой хирургии, и может быть использовано при изучении способности медицинских клеев-герметиков купировать кровотечения из сосудов через проколы в сосудистой стенке, образующиеся при наложении сосудистых швов.
Утечки крови из сосудов через отверстия, образующиеся вследствие соединения тканей наложением сосудистых швов, являются серьезным фактором риска при создании сосудистых анастомозов (Sergeant P., Kocharian R., Patel B., Pfefferkorn M., Matonick J. Needle-to-suture ratio, as well as suture material, impacts needle-hole bleeding in vascular anastomoses. Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 2016; 22 (6): 813-6. DOI: 10.1093/icvts/ivw042. Epub 2016 Feb 25).
Для предотвращения неконтролируемого кровотечения через шовные отверстия с успехом применяются разнообразные медицинские клеи-герметики. Пленка клея, нанесенного на хирургические проколы и линии швов, образует механический барьер, герметично укупоривающий источник кровотечения (Rogers A.C., Turley L.P., Cross K.S., McMonagle M.P. Meta-analysis of the use of surgical sealants for suture-hole bleeding in arterial anastomoses. Br. J. Surg. 2016; 103 (13): 1758-1767. DOI: 10.1002/bjs.10308. Epub 2016 Oct 7).
Герметизирующие (гемостатические) свойства тканевых клеев, главным образом, зависят от двух факторов: первый - сила адгезии (прилипания) клея к ткани-мишени, второй - способность пленки клея противостоять давлению жидкости или воздуха (механическая прочность).
При изучении биомеханических свойств тканевых клеев опираются на четыре стандартных метода испытаний, специально разработанных и принятых международной организацией ASTM International (Международное общество по испытаниям и материалам).
Первые три метода описывают схемы изучения прочностных свойств нанесенного на подложку клея в условиях различных нагрузок: при сдвиге внахлест (Standard Test Method for Strength Properties of Tissue Adhesives in Lap-Shear by Tension Loading. ASTM F2255); при отслоении клея от подложки (Standard Test Method for Strength Properties of Tissue Adhesives in T-Peel by Tension Loading. F2256) и при растяжении на разрыв (Standard Test Method for Strength Properties of Tissue Adhesives in Tension. ASTM F2258). В четвертом стандарте испытанию на разрыв при раздувании подвергается только пленка клея без подложки (Standard Test Method for Burst Strength of Surgical Sealants. ASTM F2392).
Недостатком описанных выше стандартных методов является то, что они не воспроизводят реальную картину воздействия внутрисосудистого давления на клеевую пленку, нанесенную с внешней стороны сосудистой стенки на хирургические проколы или на линию швов.
В реальности герметизирующие свойства клея изучают, главным образом, на различных сосудистых моделях, позволяющих определять устойчивость клеевой пленки к повышению давления внутри испытуемых сосудов.
В обобщенном виде схема подобных испытаний не зависит от того, проводятся ли они в условиях in vivo (на подопытных животных), или ex vivo (иссеченные сосуды).
При обоих подходах объектом исследования являются сосуды, стенка которых перед началом исследования непроницаема для крови или другой рабочей жидкости в выбранном диапазоне внутрисосудистого давления. Стенку выбранного сосуда модифицируют нанесением сквозных проколов, швов или разрезов с целью придания ей надлежащей проницаемости и изучают динамику утечки жидкости. Наконец, на места утечек наносят исследуемую клеевую композицию и вновь изучают динамику утечки жидкости.
На наркотизированных и гепаринизированных собаках изучали герметизирующую эффективность разрабатываемого нового клея. Сонную артерию пережимали и наносили на нее серию проколов диаметром от 0,3 до 2,8 мм. Затем зажимы снимали и изучали кровотечение из мест проколов. Длительность периода наблюдения за кровотечением составляла 10 мин. После этого сосуды вновь пережимали и на места проколов наносили изучаемый клей. Полимеризация (отверждение) клея происходила за 40 с. Вновь снимали зажимы с сосудов и вновь изучали кровотечение в течение 10 мин (White J.K., Titus J.S., Tanabe H., Aretz H.T., Torchiana D.F. The use of a novel tissue sealant as a hemostatic adjunct in cardiac surgery. Heart Surg. Forum. 2000; 3 (1): 56-61).
В результате было установлено, что новый клей эффективно предотвращал кровотечение из проколов всех размеров при внутрисосудистом давлении до 190 мм рт.ст. У контрольных животных наблюдалось кровотечение из проколов диаметром 0,6 мм и более.
Основным недостатком описанного метода изучения гемостатической эффективности клея является очевидная чрезвычайная сложность нанесения вручную одинаковых проколов на сосуды у различных животных.
Существенным недостатком является также отсутствие возможности измерения объема крови, вытекающей через проколы в течение 10-минутного периода.
На наркотизированных и гепаринизированных свиньях, на одних и тех же животных, изучали влияние различных гемостатических композиций на время и объем кровопотери на модели сосудистого анастомоза (портальная вена) и на модели зашитого разреза сосудистой стенки (инфраренальная аорта) (Fonouni H., Kashfi A., Majlesara A., Stahlheber O., Konstantinidis L., Kraus T.W. et al. Analysis of the hemostatic potential of modern topical sealants on arterial and venous anastomoses: an experimental porcine study. J. Mater. Sci. Mater. Med. 2017; 28 (9): 134. DOI: 10.1007/s10856-017-5932-5. Epub 2017 Jul 28. PMID: 28755096).
Время кровопотери измеряли как время от начала кровотечения из венозного анастомоза или сосудистого разреза до достижения гемостаза. На обеих моделях место операции обкладывали предварительно взвешенными сухими салфетками, которые впитывали кровь, вытекающую из проколов или разрезов до наступления гемостаза. Объем кровопотери оценивали по приросту веса набухших салфеток.
Основным недостатком в этом случае, также как и в предыдущем, является проблема обеспечения одинаковой степени модификации сосудистой стенки. Очевидно также, что определение объема кровопотери посредством взвешивания салфеток чревато получением ложных результатов.
С другой стороны, имеются публикации, описывающие изучение герметизирующих свойств медицинских клеев при их нанесении на стандартизированные отверстия диаметром от 2 мм и более, получаемые в сосудистой стенке в результате применения хирургических пробойников (Baghdasarian S., Saleh B., Baidya A., Kim H., Ghovvati M., Sani E.S. et al. Engineering a naturally derived hemostatic sealant for sealing internal organs. Mater Today Bio. 2021; 13: 100199. DOI: 10.1016/j.mtbio.2021.100199; Browdie D.A., Cox D. Tests of experimental tissue adhesive sealants: analysis of strength effects in relation to tissue adhesive sealant standards. Tex. Heart Inst. J. 2007; 34 (3): 313-317; Hong Y., Zhou F., Hua Y., Zhang X., Ni C., Pan D. et al. A strongly adhesive hemostatic hydrogel for the repair of arterial and heart bleeds. Nat. Commun. Nat. Commun. 2019; 10 (1): 2060. DOI: 10.1038/s41467-019-10004-7).
Но результаты подобных исследований со стандартизированными отверстиями невозможно экстраполировать на сосудистые швы, так как при их наложении не применяют иглы размером более 3-0, которые оставляют в сосудистой стенке проколы диаметром не более 0,3 мм.
В статье M.V.H Carvalho (Carvalho M.V.H., Marchi E., Lourenço E.A. Comparison of arterial repair through the suture, suture with fibrin or cyanoacrylate adhesive in ex-vivo porcine aortic segment. Braz. J. Cardiovasc. Surg. 2017; 32 (6): 487-491. DOI: 10.21470/1678-9741-2017-0107) описан способ изучения в условиях ex vivo герметизирующих свойств различных медицинских клеев на сегментах инфраренальной аорты свиней.
С целью проверки исходной герметичности сосудов на дистальный конец накладывали зажим и вводили в полость физиологический раствор. В случае утечки раствора через веточки сосуда их перевязывали. В проверенном на герметичность сосуде на стенку наносили продольный разрез длиной 100 мм, который зашивали сосудистым швом полипропиленовой нитью 7-0.
Подготовленные таким образом сосуды подвергали гидростатическим испытаниям. На дистальный конец накладывали зажим. Проксимальный конец канюлировали Y-образной канюлей, одна ветвь которой была соединена с датчиком давления. Через вторую ветвь подавали под давлением жидкость. Регистрировали внутрисосудистое давление, при котором начиналась утечка жидкости через зашитый разрез (разрывное давление).
Сравнивали разрывное давление в сосудах с зашитыми разрезами без нанесения клея (группа контроля) и в сосудах, в которых на зашитые разрезы предварительно наносили изучаемый клей (группа опыта).
Главным недостатком способа является чрезвычайная сложность достижения в повторяющихся испытаниях одинаковой степени модификации сосудистой стенки - получения одинаковых разрезов сосудистой стенки и наложения на них одинаковых сосудистых швов.
Этот способ выбран в качестве прототипа.
Технической проблемой настоящего изобретения является повышение точности и достоверности результатов изучения способности медицинских клеев герметизировать проколы, образующиеся при нанесении сосудистого шва.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в создании в сосудистой стенке строго одинаковых проколов, имитирующих проколы, образующиеся при наложении сосудистых швов при изучении герметизирующих свойств медицинских клеев.
Предлагаемый способ оценки герметизирующих свойств медицинского клея осуществляется следующим образом.
Для испытаний в сегменте магистрального сосуда (артериального или венозного, аллогенного или ксеногенного происхождения или из синтетического материала) с предварительно установленной герметичностью выполняют перфорацию (модификацию) сосудистой стенки с применением игольчатой матрицы. Игольчатая матрица представляет собой платформу с жестко закрепленными на ней под прямым углом 10 колющими иглами диаметром 0,3 мм, длиной 5 мм, расположенными в 2 ряда по 5 игл в шахматном порядке с расстоянием между иглами одного ряда 2 мм и между рядами 6 мм, выполняют проколы на сосудистой стенке, которые имитируют проколы, образующиеся в результате наложения непрерывного сосудистого шва. Иглы могут располагаться в 2 ряда по прямым линиям.
На дистальный конец модифицированного сосуда накладывают зажим, а проксимальный конец канюлируют. Канюля соединена с системой, подающей под контролируемым давлением в испытуемый сосуд жидкость (например, дистиллят или физиологический раствор).
Изучают динамику утечки жидкости из сосуда через перфорации в выбранном диапазоне давлений. Перфорации создают с использованием пластины из ПТФЭ (политетрафторэтилен) размером 25×80 мм, которую помещают в просвет дистального конца сосуда, предварительно сняв с него зажим, и игольчатой матрицей пробивают сквозные отверстия в стенке сосуда. Пластину извлекают и на дистальный конец сосуда опять накладывают зажим. Стравливают воздух из системы. Затем испытуемый сосуд опорожняют и на просушенную салфетками область сосуда с перфорациями наносят испытуемый клей согласно инструкции к его применению. Выжидают время, достаточное, согласно инструкции, для отверждения нанесенного клея, после чего сосуд вновь наполняют жидкостью. Вновь изучают динамику утечки жидкости из сосуда через перфорации в выбранном диапазоне давлений.
Сравнивают динамику утечки жидкости в сосуде без клея и после нанесения клея.
В частном случае выполнения способа количество игл игольчатой матрицы может варьировать.
Размеры и конфигурация игольчатой матрицы объясняются следующим образом. Для выполнения непрерывного сосудистого шва необходим атравматический шовный материал с колющей иглой 3/0-4/0-5/0. В среднем толщина иглы 0,25 ± 0,05 мм. Расстояние между рядами игл объясняется захватом сосудистой ткани при выполнении обвивного шва по 2-3 мм с каждой стороны рассеченного участка сосуда. Длина иглы 5 мм обеспечивает сквозной прокол через сосудистую стенку магистрального сосуда.
Пример 1
Для испытаний на адгезионную и механическую прочность был представлен двухкомпонентный медицинский клей. В качестве ткани-мишени использовали сегмент магистрального сосуда аллогенного происхождения длиной 8 см и диаметром 25 мм. Для проверки исходной герметичности сосуда на его дистальный конец накладывали атравматический сосудистый зажим. В проксимальный конец помещали штуцер диаметром 25 мм, который закрепляли лигатурой и соединяли с системой, создающей гидростатическое давление внутри испытуемого сосуда. Систему заполняли дистиллированной водой. Компрессором создавали внутрисосудистое давление, равное 120 мм рт.ст. При этом не обнаруживали протечек дистиллята через неповрежденную сосудистую стенку.
Снимали зажим с дистального конца сосуда, помещали в просвет пластину из ПТФЭ (политетрафторэтилен) размером 25×80 мм и игольчатой матрицей пробивали сквозные отверстия в стенке сосуда. Пластину извлекали и на дистальный конец сосуда опять накладывали зажим. Стравливали воздух из системы. Посредством компрессора в сосуд вновь нагнетали дистиллят. При повышении давления до 120 мм рт.ст. наблюдали активные утечки дистиллята через отверстия, проделанные игольчатой матрицей в стенке сосуда. При эксперименте, длившемся в течение 3 мин, утечки дистиллята составили 250±1,6 мл.
Салфетками просушивали модифицированный участок сосуда, наносили пленку из двухкомпонентного клея, выжидали время, необходимое для застывания клея, согласно прилагаемой инструкции, стравливали воздух из системы и нагнетали дистиллированную воду с помощью компрессора. При повышении давления в системе до 200 мм рт.ст. и выдержке в течение 3 мин на модифицированном участке сосуда, покрытом клеевой композицией, протечек дистиллята не обнаружилось.
Пример 2
В качестве ткани-мишени послужил магистральный сосуд ксеногенного происхождения (общая подвздошная артерия крупного рогатого скота длиной 8 см и диаметром 12 мм). Опыт производился в аналогичных технических условиях с такими же временными промежутками. Отличием было лишь то, что диаметр штуцера, укрепленного на проксимальном конце сосуда, был 12,5 мм. Протечки на модифицированной сосудистой стенке составили 250±2,1 мл. После нанесения клеевой композиции при гидростатическом давлении в системе 200 мм рт.ст. и выдержке в течение 3 мин протечек дистиллята не обнаружилось.
|
