CC BY
49
Компрессионный способ анастомозирования толстой кишки имплантатами с памятью формы -альтернатива традиционным швам
Ф.Ш. Алиев, О.А. Молокова, В.Э. Гюнтер, И.А. Чернов, А.Г. Крутских, В.Ф. Алиев,
П.И. Лейманченко, С.Б. Азизов
ГБОУ ВПО «Тюменский государственный медицинский университет» Минздрава России; Россия, 625023, Тюмень, ул. Одесская, 54
Контакты: Фуад Шамил оглы Алиев alifuad@yandex.ru
Цель исследования — путем проведения эксперимента обосновать преимущества компрессионных толстокишечных анастомозов, сформированных с помощью никелид-титановых (ПШ) проволочных устройств, относительно традиционных способов анастомозирования.
Материалы и методы. В ходе проведенного экспериментального исследования мы оценили качество компрессионного анастомоза толстой кишки по сравнению с лигатурным и механическим способами формирования соустья. Были созданы 3 экспериментальные группы, включающие беспородных собак: в 1-й группе (п = 30) компрессионные анастомозы формировались ТЖ-имплантатами; во 2-й (п = 25) — циркулярными сшивающими аппаратами; в 3-й (п = 25) — лигатурным способом по Матешуку—Ламберу. В процессе исследования были изучены механическая прочность, эластичность и биологическая герметичность толстокишечных анастомозов, морфогенез анастомозов.
Результаты. Оптимальными считаем устройства для компрессионного создания анастомозов размерами 32 х 18 и 28 х 15мм с диаметром провода 2,2 мм, силой межвиткового сдавления тканей 740 ± 180 г/мм2. Компрессионный шов обладает более высокой физической герметичностью по сравнению с механическим ^ = —33,0; р < 0,05) и ручным швами ^ = —28,0; р < 0,05), а также более высокой эластичностью (р < 0,05) на протяжении всего срока исследования и более высокой биологической герметичностью (р < 0,001) с 3-х суток после операции. Установлены закономерности морфогенеза толстокишечных анастомозов, выделены 4 периода регенерации кишечного шва.
Заключение. Результаты экспериментального исследования по изучению компрессионного анастомоза толстой кишки ТШ-прово-лочными устройствами считаем серьезным основанием для внедрения этого способа анастомозирования в клиническую практику.
Ключевые слова: компрессионный шов, механический анастомоз, лигатурный шов, никелид-титановые имплантаты, эффект памяти формы, механическая прочность, биологическая герметичность, эластичность анастомоза, несостоятельность анастомоза, стеноз анастомоза, соединительная ткань, фиброциты, фибробласты, морфогенез толстокишечных анастомозов, плотность клеточного инфильтрата
DOI: 10.17650/2220-3478-2015-5-2-14-26
Compression method of anastomosis of large intestines by implants with memory of shape: alternative to traditional sutures F.Sh. Aliev, O.A. Molokova, V.E. Gyunter, I.A. Chernov, A.G. Krutskikh, V.F. Aliev, P.I. Leymanchenko, S.B. Azizov
Tyumen State Medical University of the Ministry of Health of Russia; 54 Odesskaya St., Tyumen, 625023, Russia
Research objective. To prove experimentally the possibility of forming a compression colonic anastomoses using nickel-titanium devices in comparison with traditional methods of anastomosis.
Materials and methods. In experimental studies the quality of the compression anastomosis of the colon in comparison with sutured and stapled anastomoses was performed. There were three experimental groups in mongrel dogs formed: in the 1st series (n = 30) compression anastomoses nickel-titanium implants were formed; in the 2nd (n = 25) — circular stapling anastomoses; in the 3rd (n = 25) — ligature way to Mateshuk— Lambert. In the experiment the physical durability, elasticity, and biological tightness, morphogenesis colonic anastomoses were studied. Results. Optimal sizes of compression devices are 32 x 18 and 28 x 15 mm with a wire diameter of 2.2 mm, the force of winding compression was 740 ± 180 g/mm2. Compression suture has a higher physical durability compared to stapled (W = —33.0; p < 0.05) and sutured (W = —28.0; p < 0.05), higher elasticity (p < 0.05) in all terms of tests and biological tightness since 3 days (p < 0.001) after surgery. The regularities of morphogenesis colonic anastomoses allocated by 4 periods of the regeneration of intestinal suture. Conclusion. Obtained experimental data of the use of compression anastomosis of the colon by the nickel-titanium devices are the convincing arguments for their clinical application.
Key words: compression suture, mechanical anastomosis, suture ligature, nickel-titanium implants, the shape memory effect, mechanical strength, biological integrity, elasticity anastomosis, anastomosis failure, stenosis of anastomosis, connective tissue, fibroblasts, fibroblasts, morphogenesis colonic anastomoses, the density of the cellular infiltrate
Введение
Проблема формирования надежного и безопасного хирургического шва в абдоминальной хирургии остается по сей день актуальной в связи с ростом частоты заболеваемости пациентов с доброкачественными и злокачественными образованиями толстой кишки [1—3]. Наряду с увеличением числа хирургических вмешательств на прямой и ободочной кишке, расширением их диапазона, они часто выполняются в условиях осложненного течения заболеваний, нередко у лиц пожилого или старческого возраста, страдающих тяжелыми сопутствующими заболеваниями. Доля несостоятельности межкишечных соустий в плановой хирургии прямой и ободочной кишки составляет 8—12 %, а при выполнении неотложных операций на дисталь-ном отделе толстой кишки — 15—20 % [4—6]. Поэтому в настоящее время повышаются требования к технике операции, качеству и надежности хирургического шва толстой кишки.
Несмотря на постоянное совершенствование техники формирования толстокишечных анастомозов (от прецизионной техники операции до создания биологически активных шовных материалов), модернизацию современных сшивающих аппаратов, утверждать, что толстокишечный шов стал абсолютно безопасным, не приходится. Одним из главных недостатков традиционных способов соединения кишечных стенок является то, что шовные нити и металлические скрепки, являясь инородными включениями, удлиняют сроки регенерации тканей, вызывают развитие острой, а затем и хронической воспалительной реакции [2, 7].
Компрессионные способы межкишечного анасто-мозирования все чаще рассматривают как альтернативу традиционным швам. Это связано с лучшими условиями для регенерации тканей, непродолжительной воспалительной реакцией, оптимальными условиями кровообращения в зоне соустья, максимальным сохранением футлярного строения кишечной стенки [7—10]. Для формирования компрессионного шва применяют аппараты серии АКА, биофрагментирующиеся кольца, магнитные элементы [9, 11—13].
Последние 20 лет все больший интерес вызывают новые технологии компрессионного анастомозирова-ния кишечных стенок при помощи никелид-титано-вых (ТМ) устройств, обладающих термомеханической памятью формы. Основой для создания сплавов с памятью формы послужило открытие в 1949 г. советскими физиками Г.В. Курдюмовым и Л.Г. Хандерсом явления термоупругого равновесия фаз в твердых телах. Суть его заключается в том, что если изделию из сплава в условиях высокой температуры придать некую геометрическую форму, а затем охладить до определенной температуры (в зависимости от марки сплава) и деформировать в пределах 10—15 %, то при повторном нагревании оно восстановит свою форму [14—17]. В этом проявляется так называемый эффект памяти
формы. Сплавы данного класса наряду с биохимической совместимостью с тканями организма обладают близким к живым тканям механическим поведением, что делает их биомеханически совместимыми [14, 16]. Т№-материалы характеризуются оптимальным сочетанием удельного веса, прочности и пластичности, износо- и циклостойкости, коррозионной стойкости и значительным сопротивлением усталости [15]. Эти качественные свойства легли в основу разработки физико-биологических принципов создания имплан-татов. Были установлены фундаментальные закономерности гистерезисного поведения тканей (закон запаздывания биологических тканей) [18]. Эластичное поведение живых тканей предъявляет определенные медико-технические требования к выбору имплантируемых в организм материалов. Оптимальный имплан-тат должен быть подобен по поведению живой ткани, а именно: иметь заданный гистерезис, проявлять соответствующий тканям уровень величины обратной деформации, обладать высокой степенью восстановления формы и значительным сопротивлением усталости. Как раз эти свойства Т№-материалов обусловили их использование в качестве сдавливающих элементов при формировании компрессионных анастомозов: они не только соответствуют высоким медико-биологическим требованиям, но и обеспечивают заданную и постоянную силу компрессии между витками устройства, отторгаются и выводятся естественным путем из желудочно-кишечного тракта в оптимальные сроки, могут применяться неограниченное количество раз.
На сегодняшний день существует большое количество компрессионных устройств из различных материалов с памятью формы для создания анастомозов в колоректальной хирургии [2, 3, 5, 7, 10, 19, 20]. Однако конструктивные недостатки, связанные с размерами устройств, отсутствие стандартных унифицированных параметров для определенных участков толстой кишки и единой асептической технологии анастомозирования, проблемы с оптимальными сроками отторжения и эвакуации из просвета желудочно-кишечного тракта требуют дальнейших исследований (рис. 1, 2).
На наш взгляд, устройство для формирования компрессионного анастомоза должно быть простым, легким, надежным и удобным в техническом применении; оно должно обеспечивать равномерную дозированную компрессию тканей, соответствовать по габаритам анастомозируемым петлям кишечника, беспрепятственно эвакуироваться из организма. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают устройства из проволочных Т№-материалов (рис. 3).
Цель исследования — путем проведения эксперимента обосновать возможность формирования толстокишечных анастомозов с помощью новых конструкций из проволочных Т№-сплавов, изучить преимущества
Рис. 2. Компрессионное устройство в виде 2 полусфер с ШМ-пружиной с памятью формы
Рис. 3. Компрессионные устройства овальной формы из никелида титана, состоящие из 3 взаимосоприкасающихся витков
и недостатки компрессионного шва по сравнению с традиционными способами анастомозирования.
Материалы и методы
Физико-технические параметры компрессионных устройств, а именно их сила и динамика сжатия между браншами, изучались на тензометрической установке УТР в Научно-исследовательском институте медицинских материалов и имплантатов с памятью формы
(г. Томск). Размеры конструкций определялись на основании морфометрических данных толстокишечной стенки.
Три экспериментальные группы из беспородных собак были сформированы по способу анастомозиро-вания: 1-я группа (п = 30) — компрессионные анастомозы Т№-имплантатами; 2-я (п = 25) — анастомозы сшивающими аппаратами; 3-я (п = 25) — ручные анастомозы по Матешуку—Ламберу (лигатурный способ).
Объем исследований включал изучение в динамике сроков миграции имплантатов путем проведения обзорных рентгенологических снимков брюшной полости. Первый снимок производился непосредственно после окончания операции для определения исходного положения имплантата, следующие — на 3, 5, 6-е сутки и далее ежедневно, если устройство не отторглось. Изучение механической прочности анастомозов (п = 41) проводилось методом пневмопрессии по В.П. Мате-шуку [21].
Эластичность сформированных анастомозов (п = 32) изучали, испытывая кишечные полоски, несущие различные анастомозы, на специальном стенде путем их растяжения на тензометрической установке УТР. Под эластичностью мы понимали способность тканей после допустимого растяжения восстанавливать и сохранять первоначальные размеры, целостность и структуру. Рассчитывалась величина остаточной деформации тканей, несущих анастомозы: чем больше величина относительной остаточной деформации, тем менее эластичным считали анастомоз.
