Mechanické testování sutury šlach

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Mechanické testování sutury šlach

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

Mechanical testing of tendon sutures

Popis výsledku anglicky

Introduction The long-term tendency of clinical and research work focused on suture of tendons is focused mainly on the optimization of the used technique and the choice of suitable material. The main factors affecting the outcome of suture tendon repair are resulting strength, gapping, smooth tendon retention and rehabilitation (Rawson 2013, Singh 2015, Trail 1989). Taking into account the biological properties of the tendon has a significant effect on the outcome of healing (Docheva 2015). Tendon injuries are still topical issues in veterinary and human medicine. The traumas mainly affect extremities in the flexor area (Butler 1965). Some types of stitches are historically used for a long time and still retain practical use. The modern conception of suture tends, on the contrary, to use a more rigid suture with multiple longitudinal segments, new materials and anchor concepts (Justan 2010). Department of Surgery and Orthopedics KCHPK VFU Brno has for several years been engaged in research in new materials and pre-clinical testing of mechanical properties (Fedorová 2014, Fedorová 2015, Harazinová 2016, Srnec 2017). Data from basal research continues to be the basis for optimization and modification of developed materials. At present, we are going to use the outputs from the IGA project to complete the development of a new suture material for the repair of tendons, as a follow-up to the ongoing AZV project &quot;Healing large defects of bones, tendons and ligaments using new biomaterials&quot; (ID for CEP: NV16-28637A). Material and Methodology A study of the mechanical properties of suture of the tendons was performed as an ex vivo experiment on models of extensions / flexors of fingers of the thoracic and pelvic limb obtained from young slaughter pigs. From the freshly slaughtered animals, the tendon segment was withdrawn at approximately 10 cm long and was stored in a gaseous NaCl solution at -20 ° C until the time of measurement. Thus, model preparations of tendons with uniform properties were obtained. After the thawing of the samples at room temperature, total tendon rupture was imitated by a sharp sweeping of the entire diameter of the tendon in the central part of the scalpel. Subsequently, the tendon was repaired by surgical reconstruction of the suture (Srnec 2017). Two types of tendon sutures have been chosen with respect to conservative or modern techniques. The first stitch was Kessler suture with two longitudinal segments. This suture has long been used as the basic technique of suturing the tendons in human and veterinary medicine. The second type of suture was a stitch with four longitudinal segments - Adelaide, in contemporary modern concept as the gold standard of suture of tendons in human reconstructive surgery. The core suture itself or in combination with the epithenotic lock mattress suture was used. For core suture, three different materials of the same 2 metric (3/0) - braided polyester (Ethibond) and monofilament polypropylene (Prolene) and polydioxanone (PDS) were used. Two monofilament materials of the same strength of 1 metric (5/0) - polypropylene (Prolene) and polydioxanone (PDS) were used for epithendinous suture. Ten samples were measured in each test group. The suture has been tested in tension on a FP 10 tearing machine with gradual loading until suture failure. Two values were monitored and measured. The first tensile load value was recorded at the moment of the mesh creation of the gapping gap and the second reached the maximum tensile suture load at failure. The data obtained were statistically evaluated by basic descriptive statistics, and assessed from a non-parametric Wilcoxon (Mann-Whitney) test for unpaid data (KyPlot version 2.0 beta 15 - 32 bit). Results In all cases of used materials, stitches, and combinations with epitheno- nous suture, the gap between the tendon stumps during gapping was noted well before the maximum load values were reached. Depending on the variants of the sutures, the load values at the ends of the tendon were 1.59% to 28.02% of the maximum load. Creating a gap between the tendon stumps already prevents the healing process, and the quality of the suture reflects more precisely these measured values. The average values achieved in the individual variants performed in the tendon model are shown in Table 1. Conclusion By assessing the mechanical properties of sutures, the different behavior of epithendinous suture was observed, depending on the type and material of the suture, but without a significant effect of material selection on the epithenotic suture. Similarly, the tendency to create gapping is dependent on the combination of material, suture and epithendinous suture. Although the sutures of Kessler and Adelaide sutures were very similar in some variations, sutures with four longitudinal core suture segments (Adelaide) were more compact and aligned within the group. For practical use, it is essential that the creation of gapping in all cases of the tested models during the load was significantly earlier than the maximum load values were reached. On the other hand, suture resistance to gapping

Druh

D - Stať ve sborníku

CEP obor

—

OECD FORD obor

30502 - Other medical science

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2018

Kód důvěrnosti údajů

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

Název statě ve sborníku

Sborník Konference interní grantové agentury VFU Brno

ISBN

978-80-7305-811-1

ISSN

—

e-ISSN

neuvedeno

Počet stran výsledku

4

Strana od-do

68-71

Název nakladatele

Veterinární a farmaceutická univerzita Brno

Místo vydání

Brno

Místo konání akce

Brno

Datum konání akce

10. 12. 2018

Typ akce podle státní příslušnosti

CST - Celostátní akce

Kód UT WoS článku

—