CC BY
14
Bulletin of Medical Internet Conferences (ISSN 2224-6150)
2015. Volume 5. Issue 11
ID: 2015-11-24-A-5500 Краткое сообщение
Басенкова Е.В., Поляев В.О., Семенова Ю.И., Другакова Ю.С.
Биомеханическое обоснование выбора материала заплат при каротидной эндартерэктомии
ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России, кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии
Basenkova E.V., Poljaev V.O., Semenova Ju.I., Drugakova Ju.S.
Biomechanical substantiation of the choice of material patches during carotid endarterectomy
Saratov State Medical University
Резюме
На сегодняшний момент каротидная эндартерэктомия - один из основных методов лечения цереброваскулярной патологии. Цель исследования - изучить морфологические и биомеханические параметры материалов заплат, используемых при каротидной эндартерэктомии и провести сравнительный анализ их сопоставимости с аналогичными параметрами области бифуркации общей сонной артерии. Материал и методы. Проведено исследование образцов зоны бифуркации общей сонной артерии ОСА (n 32); аутовена, аутоартерия, аутоперикард, которые были изъяты при аутопсии 16 трупов людей в возрасте 30-60 лет. Применялись следующие методы: ангиоморфометрия, одноосное растяжение образцов на разрывной машине Instron 5944 в продольном и поперечном направлениях. Результаты. Аутовенозная заплата имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать во время операции. В частности, толщина стенки вены в среднем в 1.8 раза тоньше стенки сонной артерии. Заключение. Проведенные исследования создают предпосылки для оптимизации конструктивно-восстановительных вмешательств в зоне бифуркации общей сонной артерии.
Ключевые слова: общая сонная артерия, бифуркация, каротидная эндартерэктомия, заплата, биомеханика
Abstract
The CEA - one of the main methods of treatment of cerebrovascular disease today. The purpose of research - to study the morphological and biomechanical options of patch materials used in carotid endarterectomy, and a comparative analysis of their compatibility with the same options the bifurcation of the common carotid artery. Materials and methods. The study sample zone CCA bifurcation (n 32); outs autoartery, autoperikard that were removed during autopsy of 16 corpses of people aged 30-60 years. Use the following method: angiomorphometry, uniaxial tensile samples on an Instron 5944 in the longitudinal and transverse directions. Results. Autovenous patch has a number of features that should be considered during the operation. In particular, the thickness of the vein wall on average 1.8 times thinner than the wall of the carotid artery. Conclusion. The studies create the preconditions for optimizing the design and rehabilitation interventions in the area of the bifurcation of the common carotid artery.
Key words: common carotid artery, bifurcation, carotid endarterectomy, patch, biomechanics
Введение
Цереброваскулярная патология на сегодня составляет 29,5% всех болезней системы кровообращения, а смертность от данной патологии - 37% всех случаев смерти от сердечно-сосудистых заболеваний [1].
Каротидная эндартерэктомия - один из часто применяющихся видов коррекции мозгового кровотока при лечении мозговой недостаточности. По мнению ряда авторов, пластика бифуркации общей сонной артерии заплатой, дает лучшие результаты в позднем послеоперационном периоде. Таким методом, устраняется стеноз в зоне артериотомического отверстия. Влияя на гемодинамику с помощью данного метода лечения можно избежать развития таких осложнений как аневризматическое расширение заплаты и рестеноз.
При классической эндартерэктомии по передне-наружной стенке общей сонной артерии (ОСА) и внутренней сонной артерии (ВСА) в проекции атеросклеротической бляшки проводят артериотомию. Как правило, бляшка легко отделяется от наружного слоя медий и адвентиции. Изогнутыми диссекторами бляшку отсепаровывают на всем протяжении артериотомического отверстия и отсекают от неизмененной интимы в проксимальном и дистальном направлениях. Причем в дистальных отделах интиму фиксируют по окружности П-образными швами [1].
В целях профилактики рестеноза артерии выполняют пластику артериотомического отверстия расширяющей заплатой. В качестве материала для заплаты применяются: аутовена (подкожная вена голени или наружная яремная вена), аутоартерия (верхняя щитовидная артерия), аутоперикард (при симультанных операциях на сердце), алломатериалы (лиофилизированная твердая мозговая оболочка), ксеноматериалы (ксеноперикард), синтетические материалы - часть сосудистого протеза или фабрично изготовленные заплаты (политетрафторэтиленовые, дакроновые и др.).
В настоящее время активно изучаются биомеханические характеристики различных органов, тканей, сосудов. Данные о биомеханических свойствах тканей стенки артерии и материалов, используемых для реконструкции необходимы для прогнозирования возможных нарушений кровотока при хирургических вмешательствах [2, 3, 4].
При исследовании гемодинамических параметров зоны бифуркации ОСА установлено, что при выполнение реконструктивных операций в данной зоне обязует учитывать геометрические параметры с тем, чтобы свести к минимуму величину критических параметров гемодинамики на стенке артерии.
Бюллетень медицинских Интернет-конференций (ISSN 2224-6150) 2015. Том 5. № 11
Следовательно, вопросы гемодинамики при реконструктивных операциях на сонных артериях, а также выборе пластического материала, исходя из его свойств, влияющих на гемодинамику, при их несомненной значимости остаются недостаточно изученными.
Цель исследования: изучить морфологические и биомеханические параметры материалов заплат, используемых при каротидной эндартерэктомии и провести сравнительный анализ их сопоставимости с аналогичными параметрами области бифуркации общей сонной артерии.
Материал и методы
Проведено исследование образцов зоны бифуркации общей сонной артерии ОСА (n 32); аутовена, аутоартерия, аутоперикард, которые были изъяты при аутопсии 16 трупов людей в возрасте 30-60 лет. Применялись следующие методы: ангиоморфометрия, одноосное растяжение образцов на разрывной машине Instron 5944 в продольном и поперечном направлениях, фотографирование.
Результаты
При исследовании установлено, что аутовенозная заплата имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать во время операции. В частности, толщина стенки вены в среднем в 1.8 раза тоньше стенки сонной артерии. Модуль Юнга в радиальном направлении сопоставим с модулем Юнга сонной артерии. Таким образом, суммарная толщина слоев аутовены должна быть равной по толщине стенки реципиентного сосуда и вшивание заплаты должно в направлении относительно тока крови.
Наиболее близка диаграмма растяжения к растяжению сонной артерии для заплаты из ксеноперикарда, а также для дакроновой заплаты при растяжении вдоль волокон.
При биомеханическом моделировании пластики сонной артерии относительно жесткой заплатой, с модулем упругости на порядок ниже модуля упругости артериальной стенки. Такой вариант сопоставим с политетрафторэтиленовой заплатой толщиной 0,6 мм (рис. 1) установлено, что напряжение которое испытывает заплата, выше чем то, что испытывает артериальная стенка. За исключением участка ВСА напротив зоны пластики.
Рисунок 1. Распределение напряжений при использовании «жесткой» заплаты
Рисунок 2. Распределение напряжений при использовании «мягкой» заплаты
© Бюллетень медицинских Интернет-конференций, 2015
www.medconfer.com
Bulletin of Medical Internet Conferences (ISSN 2224-6150)
2015. Volume 5. Issue 11
При биомеханическом моделировании пластики сонной артерии заплатой с модулем упругости на порядок выше модуля упругости стенки сосуда (рис. 2), такой вариант сопоставим с аутовенозной заплатой, четко видны критические напряжения сосудистой стенки по границе с заплатой. Кроме того, при анализе динамической картины деформации модели очевидно, что такая большая деформация (выбухание), при определенных условиях (увеличение нагрузки на стенку при повышении артериального давления) может привести к образованию аневризмы в области пластики сосуда.
Как видно из изложенного, упруго-деформативные свойства материалов, применяемых для протезирования, определяют конфигурацию потоков крови и напряжений после реконструктивной операции. Поэтому, подбор заплаты (её механических свойств и формы) должен быть оптимизирован для каждого конкретного пациента.
Обсуждение
Заплата из лучевой артерии более предпочтительна, чем заплата из аутовены, так как толщины стенок лучевой и сонной артерии совпадают, при этом заплата из аутоартерии находится в физиологичной позиции и подвергается аналогичным нагрузкам - модуль упругости, сопоставим с модулем упругости стенки сонной артерии, что является более практичным. Вышеуказанная методика позволяет исследовать протезы любой конфигурации с любыми механическими свойствами, поэтому математическое моделирование гемодинамики носит не абстрактный характер, а может проводиться с учетом индивидуальных особенностей морфологического строения сосудов пациента.
Заключение
Таким образом, проведенные исследования создают предпосылки для оптимизации конструктивно-восстановительных вмешательств в зоне бифуркации общей сонной артерии. Полученные данные могут быть использованы при биомеханическом моделирование сосудистого русла области бифуркации общей сонной артерии.
Литература
1. Островский И.В., Поляев В.О., Кириллова И.В., Десятова А.С., Каменский А.В. Использование компьютерных технологий для сравнительной оценки материалов заплат, применяемых при каротидной эндартерэктомии // Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. - 2006. -№ 2. - С. 42-45.
2. Островский Н.В., Челнокова Н.О., Голядкина А.А., Мурылев В.В., Семенова Ю.И. Сочетанная изменчивость биомеханических параметров левой венечной артерии взрослых мужчин // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 4. - С. 472.
3. Челнокова Н.О., Островский Н.В., Голядкина А.А., Кириллова И.В., Гришина О.А., Албутов А.С. Компьютерное 3D пространственно-ориентированное моделирование гемодинамики венечных артерий при их атеросклеротическом поражении и реконструктивных вмешательствах // Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. - 2015. - Т. 18, № 1 (52). - С. 64-74.
