Mechanical testing of tendon sutures

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F62157124%3A16170%2F18%3A43876558" target="_blank" >RIV/62157124:16170/18:43876558 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Mechanické testování sutury šlach

Original language description

Úvod Dlouhodobá tendence klinických i výzkumných prací zaměřených na suturu šlach je zaměřena zejména na optimalizaci použité techniky a volbu vhodného materiálu. Hlavní faktory ovlivňující výsledek reparace šlachy suturou jsou výsledná silová odolnost, odolnost vůči vytvoření štěrbiny mezi šlachovými pahýly (gapping), zachování hladkého povrchu šlachy a rehabilitace (Rawson 2013, Singh 2015, Trail 1989). Zohlednění biologických vlastností šlachy má podstatný vliv na výsledek hojení (Docheva 2015). Poranění šlach jsou stále aktuální problematikou ve veterinární i humánní medicíně. Traumata postihují zejména končetiny v oblasti flexorů (Butler 1965). Některé typy stehů jsou historicky používané po dlouhou dobu a stále si zachovávají praktické využití. Moderní pojetí sutur šlach se naopak snaží využít pevnější sutury s více longitudinálními segmenty, nové materiály a koncepce ukotvení (Justan 2010). Oddělení chirurgie a ortopedie KCHPK VFU Brno se již několik let věnuje výzkumu v oblasti nových materiálů a preklinickým testováním mechanických vlastností (Fedorová 2014, Fedorová 2015, Harazinová 2016, Srnec 2017). I nadále jsou data z bazálního výzkumu základním podkladem pro optimalizace a modifikace vyvíjených materiálů. V současné době v návaznosti na probíhající projekt AZV ?Hojení rozsáhlých defektů kostí, šlach a vazů s využitím nových biomateriálů? (ID pro CEP: NV16-28637A) hodláme použít výstupy z projektu IGA pro dokončení vývoje nového šicího materiálu pro reparaci šlach. Materiál a metodika Studie mechanických vlastností sutury šlach byla provedena jako ex vivo experiment na modelech šlach extenzorů/flexorů prstů hrudní a pánevní končetiny získaných z mladých jatečných prasat. Z čerstvě poražených zvířat byl odebrán segment šlachy přibližně 10cm dlouhý a byl v gáze vlhčené NaCl uložen při -20°C až do doby měření. Tím byly získány modelové preparáty šlach s uniformními vlastnostmi. Po rozmražení vzorků při pokojové teplotě byla imitována totální ruptura šlachy ostrým přetnutím celého průměru šlachy v centrální části skalpelem. Následně byla šlacha reparována chirurgickou rekonstrukcí suturou (Srnec 2017). Byly zvoleny dva typy sutury šlachy s ohledem na konzervativní nebo moderní techniky. Prvním stehem byla sutura dle Kesslera se dvěma longitudinálními segmenty. Tato sutura byla po dlouhou dobu využívána jako základní technika sutury šlach v humánní i veterinární medicíně. Druhým typem sutury byl steh se čtyřmi longitudinálními segmenty ? Adelaide, v současném moderním pojetí jako zlatý standard sutur šlach v humánní rekonstrukční chirurgii. Bylo využito samotné core sutury nebo v kombinaci s epitendinózní zámkovou matracovou suturou. Pro suturu jádra šlachy (core) bylo využito třech různých materiálů stejné síly 2 metric (3/0) ? splétaný polyester (Ethibond) a monofilamentní polypropylen (Prolene) a polydioxanon (PDS). Pro epitendinózní suturu bylo použito dvou monofilamentních materiálů stejné síly 1 metric (5/0) ? polypropylen (Prolene) a polydioxanon (PDS). V každé testovací skupině bylo měřeno 10 vzorků. Sutura byla testována v tahu na trhacím stroji FP 10 s postupným zatěžováním až do selhání sutury. Byly sledovány a měřeny dvě hodnoty. První hodnota zatížení šlachy v tahu byla zaznamenána v okamžiku vytvoření okem viditelného oddálení pahýlů s vytvořením štěrbiny (gapping) a druhá dosažená hodnota maximálního zatížení sutury v tahu při jejím selhání. Získaná data byla statisticky vyhodnocena základní deskriptivní statistikou a z hlediska významnosti posouzena neparametrickýmWilcoxon (Mann-Whitney) testem pro nepárová data (KyPlot version 2.0 beta 15 ? 32 bit). Výsledky Ve všech případech použitých materiálů, stehů a kombinace s epitendinózní suturou byla zaznamenána tvorba štěrbiny mezi pahýly šlachy v průběhu zatěžování (gapping) výrazně dříve než byly dosažené maximální hodnoty zatížení. Dle jednotlivých variant sutur hodnoty zatížení při rozestoupení konců šlachy dosahovaly 1,59 % až 28,02 % maximálního zatížení. Vytvoření štěrbiny mezi pahýly šlachy již brání průběhu hojení a kvalitu sutury tak více odráží právě tyto naměřené hodnoty. Průměrné dosažené hodnoty u jednotlivých variant provedené reparace modelu šlachy jsou uvedeny v tabulce 1. Závěr Zhodnocením mechanických vlastností sutur bylo pozorováno rozdílné chování epitendinózní sutury v závislosti na typu a materiálu core sutury, ale bez výraznějšího vlivu volby materiálu pro epitendinózní steh. Obdobně tendence k vytvoření gappingu je závislá na dané kombinaci materiálu, stehu a epitendinózní sutury. I když byly hodnoty u sutury dle Kesslera a Adelaide v některých variacích velmi podobné, u sutury se čtyřmi longitudinálními segmenty core sutury (Adelaide) byly hodnoty v rámci skupiny více kompaktní a vyrovnané. Pro praktické využití je podstatné, že tvorba gappingu byla ve všech případech testovaných modelů v průběhu zatěžování výrazně dříve než byly dosažené maximální hodnoty zatížení. Na druhou stranu odolnost sutury vůči gappingu v procentuálním poměru k rezistenci maximální zátěže sutury byla velmi variabilní. Přímým výsledkem projektu bude zhodnocení získaných poznatků formou publikace v časopise s IF.

Czech name

Mechanické testování sutury šlach

Czech description

Úvod Dlouhodobá tendence klinických i výzkumných prací zaměřených na suturu šlach je zaměřena zejména na optimalizaci použité techniky a volbu vhodného materiálu. Hlavní faktory ovlivňující výsledek reparace šlachy suturou jsou výsledná silová odolnost, odolnost vůči vytvoření štěrbiny mezi šlachovými pahýly (gapping), zachování hladkého povrchu šlachy a rehabilitace (Rawson 2013, Singh 2015, Trail 1989). Zohlednění biologických vlastností šlachy má podstatný vliv na výsledek hojení (Docheva 2015). Poranění šlach jsou stále aktuální problematikou ve veterinární i humánní medicíně. Traumata postihují zejména končetiny v oblasti flexorů (Butler 1965). Některé typy stehů jsou historicky používané po dlouhou dobu a stále si zachovávají praktické využití. Moderní pojetí sutur šlach se naopak snaží využít pevnější sutury s více longitudinálními segmenty, nové materiály a koncepce ukotvení (Justan 2010). Oddělení chirurgie a ortopedie KCHPK VFU Brno se již několik let věnuje výzkumu v oblasti nových materiálů a preklinickým testováním mechanických vlastností (Fedorová 2014, Fedorová 2015, Harazinová 2016, Srnec 2017). I nadále jsou data z bazálního výzkumu základním podkladem pro optimalizace a modifikace vyvíjených materiálů. V současné době v návaznosti na probíhající projekt AZV ?Hojení rozsáhlých defektů kostí, šlach a vazů s využitím nových biomateriálů? (ID pro CEP: NV16-28637A) hodláme použít výstupy z projektu IGA pro dokončení vývoje nového šicího materiálu pro reparaci šlach. Materiál a metodika Studie mechanických vlastností sutury šlach byla provedena jako ex vivo experiment na modelech šlach extenzorů/flexorů prstů hrudní a pánevní končetiny získaných z mladých jatečných prasat. Z čerstvě poražených zvířat byl odebrán segment šlachy přibližně 10cm dlouhý a byl v gáze vlhčené NaCl uložen při -20°C až do doby měření. Tím byly získány modelové preparáty šlach s uniformními vlastnostmi. Po rozmražení vzorků při pokojové teplotě byla imitována totální ruptura šlachy ostrým přetnutím celého průměru šlachy v centrální části skalpelem. Následně byla šlacha reparována chirurgickou rekonstrukcí suturou (Srnec 2017). Byly zvoleny dva typy sutury šlachy s ohledem na konzervativní nebo moderní techniky. Prvním stehem byla sutura dle Kesslera se dvěma longitudinálními segmenty. Tato sutura byla po dlouhou dobu využívána jako základní technika sutury šlach v humánní i veterinární medicíně. Druhým typem sutury byl steh se čtyřmi longitudinálními segmenty ? Adelaide, v současném moderním pojetí jako zlatý standard sutur šlach v humánní rekonstrukční chirurgii. Bylo využito samotné core sutury nebo v kombinaci s epitendinózní zámkovou matracovou suturou. Pro suturu jádra šlachy (core) bylo využito třech různých materiálů stejné síly 2 metric (3/0) ? splétaný polyester (Ethibond) a monofilamentní polypropylen (Prolene) a polydioxanon (PDS). Pro epitendinózní suturu bylo použito dvou monofilamentních materiálů stejné síly 1 metric (5/0) ? polypropylen (Prolene) a polydioxanon (PDS). V každé testovací skupině bylo měřeno 10 vzorků. Sutura byla testována v tahu na trhacím stroji FP 10 s postupným zatěžováním až do selhání sutury. Byly sledovány a měřeny dvě hodnoty. První hodnota zatížení šlachy v tahu byla zaznamenána v okamžiku vytvoření okem viditelného oddálení pahýlů s vytvořením štěrbiny (gapping) a druhá dosažená hodnota maximálního zatížení sutury v tahu při jejím selhání. Získaná data byla statisticky vyhodnocena základní deskriptivní statistikou a z hlediska významnosti posouzena neparametrickýmWilcoxon (Mann-Whitney) testem pro nepárová data (KyPlot version 2.0 beta 15 ? 32 bit). Výsledky Ve všech případech použitých materiálů, stehů a kombinace s epitendinózní suturou byla zaznamenána tvorba štěrbiny mezi pahýly šlachy v průběhu zatěžování (gapping) výrazně dříve než byly dosažené maximální hodnoty zatížení. Dle jednotlivých variant sutur hodnoty zatížení při rozestoupení konců šlachy dosahovaly 1,59 % až 28,02 % maximálního zatížení. Vytvoření štěrbiny mezi pahýly šlachy již brání průběhu hojení a kvalitu sutury tak více odráží právě tyto naměřené hodnoty. Průměrné dosažené hodnoty u jednotlivých variant provedené reparace modelu šlachy jsou uvedeny v tabulce 1. Závěr Zhodnocením mechanických vlastností sutur bylo pozorováno rozdílné chování epitendinózní sutury v závislosti na typu a materiálu core sutury, ale bez výraznějšího vlivu volby materiálu pro epitendinózní steh. Obdobně tendence k vytvoření gappingu je závislá na dané kombinaci materiálu, stehu a epitendinózní sutury. I když byly hodnoty u sutury dle Kesslera a Adelaide v některých variacích velmi podobné, u sutury se čtyřmi longitudinálními segmenty core sutury (Adelaide) byly hodnoty v rámci skupiny více kompaktní a vyrovnané. Pro praktické využití je podstatné, že tvorba gappingu byla ve všech případech testovaných modelů v průběhu zatěžování výrazně dříve než byly dosažené maximální hodnoty zatížení. Na druhou stranu odolnost sutury vůči gappingu v procentuálním poměru k rezistenci maximální zátěže sutury byla velmi variabilní. Přímým výsledkem projektu bude zhodnocení získaných poznatků formou publikace v časopise s IF.

Type

D - Article in proceedings

CEP classification

—

OECD FORD branch

30502 - Other medical science

Project

—

Continuities

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Publication year

2018

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Article name in the collection

Sborník Konference interní grantové agentury VFU Brno

ISBN

978-80-7305-811-1

ISSN

—

e-ISSN

neuvedeno

Number of pages

4

Pages from-to

68-71

Publisher name

Veterinární a farmaceutická univerzita Brno

Place of publication

Brno

Event location

Brno

Event date

Dec 10, 2018

Type of event by nationality

CST - Celostátní akce

UT code for WoS article

—